Система питания дизельного двигателя предназначена для: Система питания дизельного двигателя


0
Categories : Разное

Содержание

Система питания Common Rail дизельного двигателя.


Система впрыска Common Rail




Общие сведения о системе питания Common Rail

Система впрыска Common Rail (Common Rail в переводе с английского — «общий путь», «общая рампа») является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Впрочем, аналог такой системы применяется и в бензиновых двигателях с принудительным впрыском топлива, т. е. инжекторных двигателях.
Разработчиками системы Common Rail являются специалисты известной германской фирмы Bosch. На серийных автомобилях с применением электронного управления такие системы появились в 1997 году.
В настоящее время работы по применению систем Common Rail ведутся практически во всех фирмах-производителях ТПА (R.Bosch, Lucas, Siemens, L’Orange).

Основное принципиальное отличие системы Common Rail от рассмотренной в предыдущей статье классической системы питания заключается в том, что топливо к форсункам подается не непосредственно от ТНВД, а от общего накопителя – топливной рампы. Топливная рампа (аккумулятор топлива) представляет собой толстостенный цилиндрический сосуд, способный выдерживать высокое давление, развиваемое ТНВД. В рампе поддерживается постоянное давление топлива с помощью ТНВД и регулятора давления, и каждая форсунка соединена топливопроводом с рампой.

В нужный момент блок управления формирует управляющий сигнал на электромагнитный (или пьезоэлектрический) клапан форсунки, форсунка открывается и топливо впрыскивается в цилиндр.
Таким образом, главной отличительной особенностью системы Common Rail является разделение процессов создания давления и впрыска топлива, что позволяет получить ряд преимуществ в работе.

Применение данной системы позволяет снизить расход топлива, токсичность отработавших газов, уровень шума дизеля, а также значительно улучшить его динамические характеристики. По сравнению с обычным дизелем система

Common Rail позволяет снизить расход топлива до 40% при уменьшении токсичности отработавших газов и снижении шумности при работе на 10 %.
Главным преимуществом системы Common Rail является возможность управления подачей топлива посредством компьютера (электронного блока управления), что позволяет осуществлять широкий диапазон регулирования давления, количества и момента начала впрыска топлива.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы классического дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.

Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. На современных дизелях, оборудованных системой питания Common Rail применяют топливные насосы высокого давления радиально-плунжерного или плунжерного типа.

Более подробно о ТНВД радиально-плунжерного типа здесь.

Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.

Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе.

Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопления топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам.

Форсунка — важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки.
Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Управление работой системы впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Основными исполнительными механизмами системы впрыска

Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

***

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Принцип работы системы питания Common Rail достаточно прост, и попытки ее применения известны достаточно давно – более полувека назад. Тем не менее, максимального эффекта от использования такой системы питания удается получить лишь с помощью компьютерного управления работой двигателя, поэтому широкое распространение подобные системы получили лишь недавно.
Рассмотрим подробнее работу Common Rail на приведенной ниже схеме (рис. 2).

С помощью топливоподкачивающего насоса (ТПН) топливо закачивается из топливного бака и через фильтр с влагоотделителем подается в радиально-плунжерный насос высокого давления

(ТНВД) , который с помощью эксцентрикового вала приводит в движение три плунжера.
Топливный насос высокого давления напрямую связан с распределительным валом и подает порцию топлива в рампу при каждом обороте, а не так как в обычном двигателе один раз за два оборота.
От ТНВД топливо под большим давлением поступает в гидроаккумулятор (топливную рампу), откуда поступает на электро- или пьезогидравлические форсунки, управляемые компьютером.
Излишки топлива от форсунок и ТНВД сливаются в топливный бак через топливопроводы слива (магистраль обратного слива).

Схему можно увеличить в отдельном окне браузера, щелкнув по ней мышкой.

В нужный момент блок управления (ЭБУ) дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.

Начало впрыска и количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя через форсунки, зависит от начала и продолжительности сигнала электронного блока управления, формируемого на основании информации от датчиков. Этот сигнал зависит от нескольких параметров, в первую очередь — от режима работы двигателя.
Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, положения коленчатого вала (датчик Холла), положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и некоторые другие.

Давление в системе регулируется по сигналу блока управления с помощью регулятора. На холостом ходу оно минимальное, что снижает шум работы форсунок и ТНВД, а при разгоне максимальное для обеспечения лучшей приемистости.



Многократный впрыск в системе Common Rail

Поскольку давление впрыска не зависит от оборотов двигателя и нагрузки, фактическое начало, давление и продолжительность впрыска могут быть свободно выбраны в широком диапазоне значений.

Кроме того, появляется возможность применения предварительного впрыска (или даже нескольких впрысков), регулируемого в зависимости от потребностей двигателя, что приводит к существенному сокращению шума двигателя наряду с улучшением процесса сгорания и сокращением выброса вредных веществ с отработавшими газами.

С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов. В зависимости от режима работы двигателя производится:

  • два предварительных впрыска — на холостом ходу;
  • один предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
  • предварительный впрыск не производится — при полной нагрузке;
  • основной впрыск обеспечивает работу двигателя в режиме частичных и номинальных нагрузок.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

***

Достоинства и недостатки системы Common Rail

Как уже отмечалось выше, использование в дизелях системы питания

Common Rail вместо классической системы питания дает ощутимый прирост мощности, экологичности и экономичности двигателю. Уменьшение расхода топлива, выброса вредных веществ, шума, наряду с повышением динамических показателей достигается возможностью компьютерного управления всеми процессами впрыска, что невозможно осуществить в традиционных системах питания, даже самых сложных и совершенных.

К существенным недостаткам системы Common Rail следует отнести сложность обслуживания, требующего от технического персонала высокой квалификации и необходимость применения специального оборудования для тестирования работы системы. Поэтому, если автомобиль эксплуатируется в условиях ограниченного технического сервиса невысокого уровня, надежнее использовать классическую систему питания.

Следует отметить, что система питания Common Rail подвергает моторное масло значительным тепловым нагрузкам. Из-за более интенсивного горения верхняя часть (головка) поршней нагревается гораздо сильнее, чем у классического дизельного двигателя. Если головка поршня у классического дизеля непосредственного впрыска нагревается до 320-350 °C, при работе с системой питания Common Rail — свыше 400 °С.
В результате моторное масло выгорает и окисляется значительно интенсивнее. По этой причине в смазочной системе дизелей с впрыском типа Common Rail необходимо использовать синтетические или полусинтетические моторные масла.

***

Перспективы развития системы питания Common Rail

Совершенствование системы питания Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска. Очевидно, что чем выше давление в системе в момент впрыска, тем больше топлива успевает попасть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность двигателя. Кроме того, впрыск под большим давлением обеспечивает высокое качество распыливания топлива форсункой, что благотворно сказывается на процессах смесеобразования и горения.
В современных двигателях повышение давления впрыска ограничивается прочностью аккумулятора топлива (рампы) и топливопроводов высокого давления, которые подвержены пульсирующим и вибрационным нагрузкам при работе двигателя и способны разрушиться.
Тем не менее, за полтора десятка лет инженерными решениями удалось увеличить давление на впрыске более, чем в полтора раза – у современных дизелей с системой питания Common Rail оно достигает 220 МПа и даже более.

Высокое давление впрыска надежнее обеспечить, используя систему питания типа насос-форсунка, о которой пойдет рассказ в следующей статье.

***

Устройство и принцип работы ТНВД системы Common Rail


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Система питания дизельного двигателя. Грузовые автомобили. Система питания

Система питания дизельного двигателя

В отличие от карбюраторных двигателей, в цилиндры которых поступает готовая горючая смесь из карбюратора, горючая смесь у дизелей образуется непосредственно в цилиндрах, куда топливо и воздух подаются раздельно. Чистый воздух засасывается в цилиндры и в них подвергается очень высокой степени сжатия. Вследствие в цилиндрах двигателя создается температура превышающая температуру воспламенения дизельного топлива. Это отличие определяет особенности устройства системы питания дизелей. Все отечественные дизели унифицированы, т.е. многие детали кривошипно – шатунного механизма, газораспределительного механизма, а также приборы системы питания у них одинаковые. По сравнению с карбюраторными двигателями они более экономичны, надежны, а также способны работать на более дешевом и тяжелом топливе.

В дизельных двигателях осуществляется внутреннее смесеобразование. В цилиндры двигателя подается дозированная порция топлива под большим давлением. За счет перепада давлений между распыливающими отверстиями форсунки и камерой сгорания и происходит процесс впрыска топлива. Поршень находится почти в верхней мертвой точке, в сильно сжатый, достигающий температуры 600°С воздух, впрыскивается дизельное топливо, которое загорается без наличия свечи зажигания. С помощью топливного насоса высокого давления топливо подается из топливного бака, через топливный фильтр в систему питания двигателя. Топливо испаряется и смешивается с воздухом, что обеспечивает полное и быстрое сгорание топлива. Процесс начинается с момента впрыскивания топлива из распылителя форсункой и заканчивается полным сгоранием топлива. Топливный фильтр задерживает различные примеси и грязи. Топливо в систему подается только в том случае, если в системе нет воздуха, в насосе создается необходимое для впрыска давление и топливо распределяется по цилиндрам. Так как дизельное топливо не нуждается в зажигании и его цикл не прекращается при отключении напряжения в системе накального зажигания, в конструкции дизельного двигателя предусмотрен магнитный клапан. При выключении зажигания напряжение на нем исчезает, и канал поступления топлива закрывается. Масло для смазывания деталей топливного насоса подается под давлением из общей смазочной системы двигателя.

Процесс смесеобразования в дизельных двигателях включает в себя несколько стадий:

– распыливание топлива;

– развитие топливного факела;

– прогрев;

– испарение;

– перегрев топливных паров;

– смешивание топливных паров с воздухом.

К дизельному топливу предъявляются высокие требования по степени очистки топлива от механических примесей, перед заправкой топливо должно отстояться. Недостатком дизельных двигателей является слишком малое время необходимое на распыливание, смесеобразование и сгорание топлива, оно примерно в десять раз меньше, чем у двигателей с внешним смесеобразованием и равно 0,001 – 0,003 с. Топливо необходимо впрыскивать в строго определенные фазы цикла, что не всегда получается при работе дизеля на всех возможных режимах.

В дизельных двигателях наибольшее распространение получили две схемы подачи топлива: разделенная и неразделенная. В разделенной системе топливо от насоса высокого давления подается по топливопроводам к форсункам. В неразделенной системе топливный насос и форсунка объединены в один узел – насос – форсунку.

Рассмотрим принцип работы разделенной системы питания дизельного двигателя.

Рис. Система питания дизельного двигателя. 1 – топливный бак, 2 – топливоподкачивающий насос, 3 – фильтр тонкой очистки, 4 – топливный насос высокого давления, 5 – форсунки, 6 – фильтр грубой очистки топлива.

Во время работы двигателя топливо из топливного бака 1 засасывается топливоподкачивающим насосом 2 через фильтр грубой очистки топлива 6, где отделяются крупные механические примеси. Далее топливо нагнетается подкачивающим насосом, через фильтр тонкой очистки 3 в топливный насос высокого давления 4. Затем топливо по топливопроводам высокого давления подается к форсункам 5, которые впрыскивают его в распыленном состоянии в камеры сгорания цилиндров двигателя. Несмотря ни на что, впрыскиваемое в камеру сгорания топливо, распределяется неравномерно и процесс сгорания происходит не полностью. Для более полного сгорания топлива, работа дизельных двигателей происходит при высоком коэффициенте избытка воздуха, что приводит к понижению среднего эффективного давления, литровой мощности и к увеличению веса двигателя. В топливный насос избыточное количество топлива подается подкачивающим насосом. Излишки топлива отводятся из топливного насоса по перепускной трубке во впускную часть подкачивающего насоса, через клапан, находящийся в штуцере топливопровода. Воздух в цилиндры подается через впускной коллектор (трубопровод), предварительно пройдя через воздухоочиститель (воздушный фильтр).

Топливо, впрыскиваемое форсунками, попадает в среду сжатого и нагретого воздуха, воспламеняется и сгорает. Отработавшие газы после сгорания, выходят из цилиндров двигателя через выпускной трубопровод и глушитель в окружающую среду.

Распрыскивание топлива и распределение его в воздушной среде камеры сгорания зависит от :

– конструктивных параметров двигателя;

– давления впрыска;

– особенностей процесса, протекающего в цилиндре двигателя;

– других факторов.

Энергетические и экономические показатели двигателя зависят от качества распыливаемого топлива, от того, как происходит процесс сгорания в двигателе.

К корпусу топливного насоса у дизельных двигателей в задней части установлен регулятор частоты вращения коленчатого вала . В зависимости от нагрузки двигателя он автоматически изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя и автоматически поддерживает частоту вращения коленчатого вала, заданную водителем.

Форсунки тонко распыливают топливо, подаваемое в камеры сгорания дизельного двигателя насосом высокого давления. Тонкость распыливания топлива характеризуется средним диаметром капель топлива.

Качество распыливания улучшается, если:

– повышается давление впрыска и увеличивается скорость струи;

– увеличивается противодавление воздуха, сжатого в камере сгорания;

– при переходе к меньшим диаметрам распыливающих отверстий форсунки.

Все детали форсунки размещены в стальном корпусе. Основная часть форсунки – корпус и игла.

Рис. Форсунка. А – устройство, б – схема работы, 1 – колпак, 2 – штуцер для топливопровода, 3 – сетчатый фи льтр, 4 – гайка распылителя, 5 – корпус распылителя, 6 – запорная игла распылителя, 7 – штифт, 8 – корпус, 9 – штанга, 10 – пружина, 11 – регулировочный винт, 12 – контргайка, А – канал, Б – камера распылителя.

Силой упругости пружины 10, передаваемой через штангу 6, игла прижата к внутренней конической поверхности распылителя и перекрывает выход топливу из полости к отверстиям распылителя.

Подъем запорной иглы производится автоматически, под давлением топлива, нагнетаемого насосом. Давление топлива действует снизу на иглу, превышает усилие пружины, стремящейся удерживать иглу в опущенном состоянии. Топливо поступает к соплам распыливающих отверстий и через них впрыскивается в камеру сгорания. Такой способ подъема запорной иглы называется гидравлическим.

Диаметр и расположение сопловых отверстий зависят от принятого способа смесеобразования и формы камеры сгорания. Размеры, взаиморасположение и качество изготовления сопловых отверстий в значительной мере предопределяют форму и направление струи, тонкость и однородность распыливания и равномерное распределение частиц распыленного топлива в камере сгорания.

Топливные баки дизельных автомобилей устроены так же, как и баки автомобилей с карбюраторными двигателями.

Топливные фильтры. Топливо, поступающее к насосу высокого давления и форсункам, не должно содержать механических примесей, могущих вызвать повреждение или повышенный износ изготовленных с высокой точностью деталей топливной аппаратуры. Поэтому в системе питания дизелей топливо многократно фильтруют.

На двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра: грубой и тонкой очистки.

В фильтре грубой очистки установлен сетчатый фильтрующий элемент, состоящий из отражателя и латунной сетки с размерами ячейки 0.09 мм. Поверх сетчатого каркаса навит ворсистый, хлопчатобумажный шнур.

В корпус ввернута резьбовая втулка, на которой смонтирован фильтрующий элемент. Резьбовая втулка прижимает к корпусу распределитель потока топлива. На распределителе потока топлива равномерно расположены восемь отверстий.

Во время работы двигателя топливо подводится в фильтр через трубку и отверстия распределителя. Часть топлива попадает под успокоитель, где остаются крупные механические примеси и вода, находящаяся в топливе. Через отверстие в успокоителе, топливо поднимается вверх к сетчатому фильтрующему элементу, очищается от мелких примесей и поступает к отводящей трубке. Для периодического слива отстоя предназначена пробка.

В фильтре тонкой очистки установлен фильтрующий элемент с набивкой из минеральной ваты, пропитанной клеящим веществом. В отверстие крышки фильтра ввернут жиклер 9, через который часть топлива из корпуса фильтра по присоединенной к жиклеру трубке все время отводится в топливный бак. За счет этого в фильтре тонкой очистки и, топливопроводе, соединяющем фильтр с насосом высокого давления, поддерживается приблизительно постоянное давление.

В нижней части корпуса предусмотрено отверстие, закрытое пробкой 1, для слива из фильтра загрязненного топлива и попавшей с топливом воды. На крышке корпуса установлен продувочный вентиль, который служит для выпуска воздуха, попавшего в топливную систему двигателя.

Рис. Фильтр тонкой очистки топлива 1 – пробка, 2 – пружина, 3 – стержень, 4 – прокладка, 5 – корпус, 6 – фильтрующий элемент, 7 – крышка, 8 – пробка, 9 – жиклер, 10 – болт.

Воздушный фильтр по устройству и принципу действия аналогичен инерционно – масляным фильтрам карбюраторных двигателей. При использовании воздушных фильтров уменьшается изнашивание деталей цилиндропоршневой группы в несколько раз, поскольку они очищают воздух от пыли, в которой содержатся твердые частицы.

Топливный насос высокого давления служит для подачи в цилиндры дизеля в строго определенные моменты требуемого количества топлива под высоким давлением. Топливные насосы высокого давления классифицируются по трем основным признакам: конструктивному исполнению, методу дозирования количеств подаваемого топлива и числу секций.

Топливные насосы высокого давления должны обеспечивать:

– равномерное распределение топлива в камере сгорания;

– создание высокого давления впрыска, обеспечивающего тонкое распыливание топлива;

– точную дозировку порции впрыскиваемого топлива для подачи его в камеру сгорания двигателя;

– впрыск топлива в камеру сгорания в определенный момент рабочего процесса с требуемой продолжительностью;

– создание равных условий впрыска для всех цилиндров многоцилиндрового двигателя.

Топливные насосы бывают многосекционные и распределительные. Обычно у многосекционных насосов секции располагаются в одном корпусе в один или два ряда. Одна секция топливного насоса подает топливо только в один цилиндр.

Распределительные насосы имеют одну или две секции (кратное числу цилиндров).Каждая секция может подавать топливо сразу в несколько цилиндров.

Топливный насос низкого давления служит для подачи топлива к топливному насосу высокого давления.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Система питания дизельного двигателя

Просмотр содержимого документа
«Система питания дизельного двигателя»

Система питания дизельного двигателя

Система питания дизельного двигателя

ПРЕДНАЗНАЧЕНА ДЛЯ:

— ПОДАЧИ В ЦИЛИНДРЫ ДВИГАТЕЛЯ

-ВОЗДУХА

-ТОПЛИВА

— ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Система питания дизельного двигателя общий вид

Система питания дизельного двигателя общий вид

Система подачи воздуха и отвода отработавших газов

  • Воздухоочиститель
  • Впускной трубопровод
  • Турбокомпрессор
  • Выпускной трубопровод
  • Глушитель

Воздухоочиститель

  • Для очистки воздуха, поступающего в цилиндр

Способы очистки:

-инерционный,

-фильтрацией

Способы очистки:

Инерционный – придание воздуху быстрого вращения

или изменения направления движения

Осаждением

на поверхности -прилипание пылинок к смоченной

маслом деталей и сетки

Фильтрацией – пропускание воздуха через пористый

материал

Воздухоочиститель сухого типа

  • Корпус
  • Крышка
  • Фильтр-патрон наружный и внутренний
  • Воздухоподводящий патрубок
  • Стяжной болт

Воздухоочиститель сухого типа

Комбинированный воздухоочиститель

  • Корпус
  • Поддон
  • Фильтрующие элементы
  • Сетка
  • Моноциклон

Турбокомпрессор

  • Обеспечивает наддув(подачу под давлением) воздуха в цилиндры
  • Работает за счет энергии отработавших газов
  • Мощность увеличивается на 15-20%

Турбокомпрессор

Система выпуска отработавших газов выпускной коллектор

Система выпуска отработавших газов Глушитель

  • Предназначен для снижения шума выхлопных газов, за счет снижения скорости и направления движения

Система подачи топлива

  • Производит очистку топлива;
  • Подает в цилиндры строго дозированными порциями в точно определенные моменты.

Система подачи топлива

  • Топливный бак;
  • Фильтр грубой очистки;
  • Фильтр тонкой очистки;
  • Топливные насосы низкого и высокого давления;
  • Форсунки;
  • Регулятор частоты вращения;
  • Топливопроводы.

Топливный бак

  • Вмещает топливо на

12-15 часов работы

Заливную горловину с крышкой, расходный кран, датчик уровня топлива.

Фильтры очистки топлива

Для очистки топлива от механических примесей и воды

Топливоподкачивающий насос

  • Подкачивает топливо из бака в насос высокого давления
  • Подает в 1,5 раза больше чем поступает в цилиндры.
  • Поршневого типа.

Топливный насос высокого давления

  • Для подачи дозированных порций топлива в цилиндры дизеля под высоким давлением.
  • Рядного или распределительного типа

Т Н В Д

Схема работы ТНВД

Схема работы подкачивающего насоса

Регуляторы частоты вращения

Схема работы регулятора

Муфта опережения впрыска топлива

Форсунка

  • Распыливает и распределяет топливо в камере сгорания.
  • Давление впрыска- 17,5-20 МПа

Неисправности системы питания

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

Системы питания двигателя: система питания бензинового двигателя

Системы питания бензиновых и дизельных двигателей значительно отличаются, поэтому рассмотрим их по отдельности. Итак, что такое система питания автомобиля?

Система питания бензинового двигателя

Системы питания бензиновых двигателей бывают двух типов — карбюраторная и впрысковая (инжекторная). Поскольку на современных автомобилях карбюраторная система уже не применяется ниже рассмотрим лишь основные принципы ее работы. При необходимости вы легко сможете найти дополнительную информацию по ней в многочисленных специальных изданиях.

Система питания бензинового двигателя, независимо от типа двигателя внутреннего сгорания, предназначена для хранения запаса топлива, очистки топлива и воздуха от посторонних примесей, а также подачи воздуха и топлива в цилиндры двигателя.

Для хранения запаса топлива на автомобиле служит топливный бак. На современных автомобилях применяются металлические или пластмассовые топливные баки, которые в большинстве случаев расположены под днищем кузова в задней части.

Систему питания бензинового двигателя можно условно разделить на две подсистемы — подачи воздуха и подачи топлива. Что бы ни случилось, в любой ситуации наши специалисты по выездной тех помощи на дорогах москвы приедут и окажут необходимую помощь.

Система подачи воздуха практически одинакова для всех типов двигателей внутреннего сгорания. Воздух, предназначенный для подачи в цилиндры двигателя, очищается от пыли воздушным фильтром, который расположен в моторном отсеке автомобиля. Воздух очищается сменным фильтрующим элементом, который выполнен из специальной бумаги с мелкими порами. Из следующей главы можно будет узнать электронная система управления двигателем — что это такое и как осуществляется диагностика электронной системы управления двигателем.

Дальнейший путь очищенного воздуха зависит от типа системы питания и будет рассмотрен ниже. А в одной из следующих глав можно будет узнать система питания дизельного двигателя: устройство системы питания дизельного двигателя.

Система питания бензинового двигателя карбюраторного типа

В карбюраторном двигателе система подачи топлива работает следующим образом.

Топливный насос (бензонасос) подает топливо из бака в поплавковую камеру карбюратора. Топливный насос, обычно мембранный, расположен непосредственно на двигателе. Привод насоса осуществляется при помощи штока-толкателя эксцентриком на распределительном валу.

Очистка топлива от загрязнений совершается в несколько этапов. Самая грубая очистка происходит сеточкой на заборнике в топливном баке. Затем топливо фильтруется сеточкой на входе в бензонасос. Также сетчатый фильтр-отстойник установлен на входном патрубке карбюратора.

В карбюраторе очищенный воздух из воздушного фильтра и бензин из бака смешиваются и подаются во впускной трубопровод двигателя.

Карбюратор устроен таким образом, чтобы обеспечить оптимальное соотношение воздуха и бензина в смеси. Это соотношение (по массе) составляет приблизительно 15 к 1. Топливовоздушная смесь с таким соотношением воздуха к бензину называется нормальной.

Нормальная смесь необходима для работы двигателя в установившемся режиме. На других режимах двигателю могут потребоваться топливовоздушные смеси с иным соотношением компонентов.

Обедненная смесь (15-16,5 частей воздуха к одной части бензина) имеет меньшую скорость сгорания по сравнению с обогащенной, но зато происходит полное сгорание топлива. Обедненная смесь применяется при средних нагрузках и обеспечивает высокую экономичность, а также минимальный выброс вредных веществ.

Бедная смесь (более 16,5 частей воздуха к одной части бензина) горит очень медленно. На бедной смеси могут возникать перебои в работе двигателя.

Обогащенная смесь (13-15 частей воздуха к одной части бензина) обладает наибольшей скоростью сгорания и используется при резком увеличении нагрузки.

Богатая смесь (менее 13 частей воздуха к одной части бензина) горит медленно. Богатая смесь необходима при пуске холодного двигателя и последующей работе на холостом ходу.

Для создания смеси, отличной от нормальной, карбюратор снабжен специальными устройствами — экономайзер, ускорительный насос (обогащенная смесь), воздушная заслонка (богатая смесь).

В карбюраторах разных систем эти устройства реализованы по-разному, поэтому здесь мы не будем рассматривать их более подробно. Суть просто в том, что система питания бензинового двигателя карбюраторного типа содержит такие конструктивные элементы.

Для изменения количества топливовоздушной смеси и, следовательно, частоты вращения коленчатого вала двигателя служит дроссельная заслонка. Именно ею управляет водитель, нажимая или отпуская педаль газа.

Система питания бензинового двигателя инжекторного типа

На автомобиле с системой впрыска топлива водитель тоже управляет двигателем посредством дроссельной заслонки, но на этом аналогия с карбюраторной системой питания бензинового двигателя заканчивается.

Топливный насос расположен непосредственно в баке и имеет электропривод.

Электробензонасос обычно объединен с датчиком уровня топлива и сетчатым фильтром в узел, получивший название топливный модуль.

На большинстве впрысковых автомобилей топливо из топливного бака под давлением поступает в сменный топливный фильтр.

Топливный фильтр может быть установлен под днищем кузова либо в моторном отсеке.

Топливные трубопроводы подсоединяются к фильтру резьбовыми или быстросъемными соединениями. Соединения уплотнены кольцами из бензостойкой резины или металлическими шайбами.

В последнее время многие автопроизводители стали отказываться от применения подобных фильтров. Очистка топлива производится только фильтром, установленным в топливном модуле.

Замена такого фильтра не регламентирована планом технического обслуживания.

Системы впрыска топлива бывают двух основных типов — центральный впрыск топлива (моновпрыск) и распределенный впрыск, или, как его еще называют, многоточечный.

Центральный впрыск стал для автопроизводителей переходным этапом от карбюратора к распределенному впрыску и на современных автомобилях применения не находит. Это связано с тем, что система центрального впрыска топлива не позволяет выполнить требования современных экологических стандартов.

Агрегат центрального впрыска похож на карбюратор, только вместо смесительной камеры и жиклеров внутри установлена электромагнитная форсунка, которая открывается по команде электронного блока управления двигателем. Впрыск топлива происходит на вход впускного трубопровода.

В системе распределенного впрыска количество форсунок равно количеству цилиндров.

Форсунки установлены между впускным трубопроводом и топливной рампой. В топливной рампе поддерживается постоянное давление, которое обычно составляет около трех бар (1 бар равен примерно 1 атм). Для ограничения давления в топливной рампе служит регулятор, который стравливает излишки топлива обратно в бак.

Раньше регулятор давления устанавливали непосредственно на топливной рампе, а для соединения регулятора с топливным баком использовалась обратная топливная магистраль. В современных системах питания бензинового двигателя регулятор располагают в топливном модуле и необходимость в обратной магистрали отпала.

Топливные форсунки открываются по командам электронного блока управления, и происходит впрыск топлива из рампы во впускной трубопровод, где топливо смешивается с воздухом и поступает в виде смеси в цилиндр.

Команды на открытие форсунок вычисляются на основании сигналов, поступающих от датчиков электронной системы управления двигателем. Тем самым обеспечивается синхронизация работы системы подачи топлива и системы зажигания.

Система питания бензинового двигателя инжекторного типа обеспечивает большую производительность и возможность соответствия более высоким экологическим стандартам, чем карбюраторного.

План занятия учебной практики (УП 01): ПМ.01 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» Тема: «Система питания дизельного двигателя»

План занятия П/О
Группа 41 Специальность 23.02.03 Мастер Журавлев А.Н.
УП.01.
Тема 1.14: Система питания дизельного двигателя
Тема занятия: Принципиальная система питания дизельного двигателя. Приборы системы питания. Топливный насос высокого давления. Автоматический регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя и его работа. Автоматическая муфта опережения впрыска топлива. Форсунка. Привод управления подачей топлива
Тип занятия: Урок формирования и совершенствования трудовых умений и навыков.
Вид занятия: урок практического типа
Время: 6 часов.

Цели занятия:
Обучающие:
Формирование и усвоение приемов проведения технического обслуживания и диагностирования системы питания дизельного двигателя.
Формирование у студентов профессиональных навыков при выполнении технического обслуживания и диагностирования системы питания дизельного двигателя.
Развивающие:

Формирование у студентов умения оценивать свой уровень знаний и стремление его повышать;
Развитие навыков самостоятельной работы, внимания, координации движений.

Воспитательные:

Воспитание у студентов аккуратности, трудолюбия, бережного отношения к оборудованию и инструментам;
Пробуждение эмоционального интереса к выполнению работ;
Способствовать развитию самостоятельности студентов.
Дидактические задачи:
Закрепить полученные знания, приемы, умения и навыки по выполнению технического обслуживания и диагностирования системы питания дизельного двигателя.
Требования к результатам усвоения учебного материала.
Студент в ходе освоения темы занятия учебной практики должен:
иметь практический опыт:
— использования диагностических приборов и технического оборудования;
— выполнения регламентных работ по техническому обслуживанию автомобилей.
уметь:
— применять диагностические приборы и оборудование;
— использовать специальный инструмент, приборы, оборудование.
В ходе занятия у студентов формируются
Профессиональные компетенции:
ПК 1.1. Организовывать и проводить работы по техническому обслуживанию и ремонту автотранспорта
ПК 1.2. Осуществлять технический контроль при хранении, эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте автотранспортных средств
Общие компетенции:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

Применяемые оборудование, приспособления, инструменты и материалы: двигатель Д-243, мультивидеопроектор, ПК, плакаты, схемы, наглядные пособия, детали, учебники.

Литература:
Основные источники:
1.Кузнецов А.С. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: в 2 ч. – учебник для нач. проф. образования / А.С. Кузнецов. — М.: Издательский центр «Академия», 2016.
2.Кузнецов А.С. Слесарь по ремонту автомобилей (моторист): учеб. пособие для нач. проф. образования / А.С. Кузнецов. – 8-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2015.
3.Автомеханик / сост. А.А. Ханников. – 2-е изд. – Минск: Современная школа, 2016.
Дополнительные источники.
4.Виноградов В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Основные и вспомогательные технологические процессы: Лабораторный практикум: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / В.М. Виноградов, О.В. Храмцова. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2017.
5.Петросов В.В. Ремонт автомобилей и двигателей: Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / В.В. Петросов. – М.: Издательский центр «Академия», 2017.
6.Карагодин В.И. Ремонт автомобилей и двигателей: Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / В.И. Карагодин, Н.Н. Митрохин. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2018.
7.Коробейчик А.В. к-68 Ремонт автомобилей / Серия «Библиотека автомобилиста». Ростов н/Д: «Феникс», 2016.
8.Коробейчик А.В. К-66 Ремонт автомобилей. Практический курс / Серия «Библиотека автомобилиста». – Ростов н/Д: «Феникс», 2016.
9.Чумаченко Ю.Т., Рассанов Б.Б. Автомобильный практикум: Учебное пособие к выполнению лабораторно-практических работ. Изд. 2-е, доп. – Ростов н/Д: Феникс, 2017.
10.Слон Ю.М. С-48 Автомеханик / Серия «Учебники, учебные пособия». – Ростов н/Д: «Феникс», 2016.
11. Жолобов Л.А., Конаков А.М. Ж-79 Устройство и техническое обслуживание автомобилей категорий «В» и «С» на примере ВАЗ-2110, ЗИЛ-5301 «Бычок». Серия «Библиотека автомобилиста». – Ростов-на-Дону: «Феникс», 2016.
Ход занятия
I. Организационная часть: 5 мин.
1. Контроль посещаемости студентов и готовности аудитории к занятию.
2. Объяснение хода и последовательности проведения занятия.
3. Распределение по рабочим местам.

 

II. Вводный инструктаж: 40 мин.
1. Сообщить тему программы и тему занятия, назвать ее учебное значение.
2. Объяснить новый материал:
 Рассказать о значении техники проведения технического обслуживания и диагностирования системы питания дизельного двигателя.
 Разобрать технологические карты, обратив внимание на технические требования и условия выполнения.
 Опираясь на знания теоретических дисциплин, разобрать со студентами порядок проведения технического обслуживания и диагностирования системы питания дизельного двигателя.
 Рассмотреть применяемые инструменты, оборудование, приспособления; разобрать специфику проведения технического обслуживания и диагностирования системы питания дизельного двигателя.
 Показать приемы работы; предупредить о возможных ошибках при выполнении работы. Обратить внимание на приемы самоконтроля.
 Разобрать вопросы рациональной организации рабочего места;
 Провести инструктаж по правилам техники безопасности;
 Предложить студентам повторить рабочие приемы технического обслуживания и диагностирования системы питания дизельного двигателя, убедиться в понимании;
 Сообщить студентам критерии оценок.

III. Текущий инструктаж: 4 часа 30 мин.
Самостоятельная работа – целевые обходы рабочих мест студентов:
 Первый обход: проверить содержание рабочих мест, их организацию.
 Второй обход: обратить внимание на правильность выполнения приемов работы по выполнению технического обслуживания и диагностирования системы питания дизельного двигателя;
 Третий обход: проверить правильность соблюдения последовательности технического обслуживания и диагностирования системы питания дизельного двигателя;
 Четвертый обход: проверить правильность ведения самоконтроля; соблюдение технических условий работы;
 Пятый обход: провести приемку и оценку выполненных работ.

IV. Заключительный инструктаж 15 минут.
1. Подвести итоги занятия.
2. Указать на допущенные ошибки и разобрать причины, их вызывающие.
3. Сообщить и прокомментировать оценку студентам за работу.
4. Задать домашнее задание, объяснив его важность для усовершенствования навыков работы (1 с.218-227, 2 с. 57-91).


Система питания дизельного двигателя предназначена для хранения топлива, очистки воздуха и топлива, подачи отдельно воздуха и дизельного топлива под давлением в цилиндры двигателя, приготовления рабочей смеси в цилиндрах и отведения из цилиндров в атмосферу отработанных газов.
На двигателях применена система питания топливом разделенного типа, состоящая из топливного насоса высокого давления, форсунок, фильтров грубой и тонкой очистки, топливоподкачивающего насоса низкого давления, топливопроводов высокого и низкого давления, топливных баков, электромагнитного клапана и штифтовых свечей электрофакельного пускового устройства.


Рис. 1. Схема системы питания: 1 — топливный насос высокого давления с топливоподкачивающим насосом и муфтой опережения впрыска топлива; 2 — форсунки; 3 — фильтр грубой очистки топлива; 4 — топливный бак; 5 — датчик указателя уровня топлива; 6 — фильтр тонкой очистки топлива; 7 — приемная труба с фильтром; 8 — свеча электрофакельного устройства; 9 — электромагнитный топливный клапан
Принципиальная схема системы питания показана на рис. 1. Топливо из бака 4 через фильтр 3 грубой очистки засасывается топливоподкачивающим насосом и через фильтр 6 тонкой очистки по топливопроводам низкого давления подеется к топливному насосу 1 высокого давления, который в соответствии с порядком работы цилиндров распределяет топливо по трубопроводам высокого давления к форсункам 2. Форсунки впрыскивают топливо в мелкораспыленном состоянии в камеры сгорания. Избыточное топливо, а вместе с ним и попавший в систему воздух через перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки по дренажным трубопроводам отводятся в топливный бак. Топливо, просочившееся через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак через сливные трубопроводы.
Фильтр грубой очистки (отстойник) предварительно очищает топливо, поступающее в топливоподкачивающий насос низкого давления. Он установлен на всасывающей магистрали системы питания с левой стороны автомобили на раме.
Фильтр тонкой очистки, окончательно очищающий топливо перед поступлением в топливный насос высокого давления, установлен в самой высокой точке системы питания. С помощью фильтра воздух, проникший в систему питания вместе с частью топлива через клапан-жиклер удаляется в бак.
Топливопроводы подразделяются на топливопроводы низкого давления, т. е, 390-1960 кПа (4-20 кгс/см2), и высокого — более 19 600 кПа (200 кгс/см2). Топливопроводы высокого давления изготовлены из стальных трубок, концы которых выполнены конусными и прижаты накидными гайками через шайбы к конусным гнездам штуцеров топливного насоса и форсунок. Во избежание поломок от вибрации топливопроводы закреплены скобами.
Топливный насос высокого давления (ТНВД), предназначенный для подачи в цилиндры двигателя в определенные моменты времени строго дозированных порций топлива под высоким давлением, восьмиплунжерный с V-образным расположением секций. Смазывание насоса циркуляционное, пульсирующее под давлением от общей смазочной системы двигателя.
В развале корпуса топливного насоса высокого давления установлен всережимный регулятор частоты вращения, который изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндр, в зависимости от нагрузки, поддерживая заданную частоту вращения коленчатого вала.
На задней крышке регулятора размещен топливный насос низкого давления поршневого типа, обеспечивающий подачу топлива к топливному насосу высокого давления во время работы двигателя. Насос низкого давления приводится в действие кулачковым валом топливного насоса высокого давления. На конической поверхности переднего конца кулачкового вала топливного насоса закреплена автоматическая муфта опережения впрыска топлива, которая предназначена для изменения момента начала подачи топлива в цилиндры двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.
Ручной топливоподкачивающий насос, который установлен на топливном насосе низкого давления и предназначен для заполнения системы топливом и удаления из нее воздуха перед пуском двигателя.
Система питания дизельного двигателя автомобиля КамАЗ-5320 состоит из топливного бака 16; топливного фильтра 18 предварительной (грубой) очистки топлива; топливоподкачивающего насоса 2 с устройством 1 для ручной подкачки топлива; топливного насоса 4 высокого давления; форсунок 6; электромагнитного клапана 8; факельной свечи 10; фильтра 12 для окончательной (тонкой) очистки топлива; топливопроводов низкого 3 и высокого 5 давления; топливоотводящих (дренажных) трубопроводов 9, 11, 14 и 15 с тройником 17; топливопроводов 7 и 13 для подвода топлива соответственно к электромагнитному клапану и топливному насосу; воздушных фильтров; трубопровода для подвода воздуха в цилиндры двигателя и отвода отработавших газов из них; глушители шума выпуска отработавших газов; указателя уровня топлива в топливном баке; регулятора частоты вращения коленчатого вала; педали газа с системой тяг для управления рейкой топливного насоса; автоматической муфты опережения впрыска топлива.
На отдельных двигателях устанавливают турбокомпрессор для подачи воздуха в цилиндры двигателя под давлением с целью повышения мощности двигателя и снижения токсичности отработавших газов.
Во время работы двигателя топливо из топливного бака поступает по топливопроводу в фильтр предварительной очистки 18, очищается от грубых примесей и воды и топливоподкачивающим насосом под давлением 0,15-0,20 МПа по топливопроводу 3 подается в фильтры тонкой очистки 12, где окончательно очищается. Затем по топливопроводу 13 поступает в топливный насос высокого давления 4, который повышает давление топлива, дозирует его количество для каждого цилиндра в соответствии с порядком работы и нагрузкой двигателя и по топливопроводам 5 высокого давления подает в форсунки 6, которые впрыскивают топливо в цилиндры под давлением 18 МПа. Впрыскнутое топливо смешивается в цилиндре с нагретым при такте сжатия воздухом и испаряется. Образовавшаяся горючая смесь самовоспламеняется и сгорает. Совершается такт рабочего хода, во время которого тепловая энергия преобразуется в механическую, и в виде крутящего момента передается на колеса автомобиля.
Избыточное топливо, а вместе с ним и проникший в систему питания воздух отводятся через перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки по дренажным топливопроводам 11 и 14 в топливный бак 16. Топливо, просочившееся в полость пружины форсунки через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак по дренажным топливопроводам 9 и 15 с тройником 17.
Электромагнитный клапан 8 топливопроводом 7 соединен с насосом высокого давления и служит для подачи топлива под давлением 0,06-0,08 МПа к факельным свечам 10, установленным во всех впускных трубопроводах для подогрева воздуха при пуске двигателя в холодное время года.


Схема системы питания дизельного двигателя автомобиля КамАЗ-5320

 

Тестовые задания по теме «Система питания дизельного двигателя»

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МОРСКОЙ КОЛЛЕДЖ

 

 

 

 

 

 

 

ТЕСТЫ

 

 

к теоретическим занятиям по

 

 

МДК 01.01 «Устройство автомобилей»

 

Специальность:  23.02.03  «Техническое обслуживание и ремонт
автомобильного транспорта»

 

 

 

Тема: Система питания дизельного двигателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Севастополь

2019

Тесты к теоретическим занятиям по теме «Система питания дизельного двигателя», входящей в состав МДК 01.01«Устройство автомобилей» специальности 23.02.03  «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».

Целью настоящих тестов является закрепление студентам знаний, полученных при изучении теоретического материала по теме «Система питания дизельного двигателя», входящей в состав МДК 01.01«Устройство автомобилей» специальности 23.02.03  «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».

Тесты составлены в соответствии с требованиями программы профессионального модуля ПМ.01 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» дневной формы обучения.

 

Организация-разработчик: Морской колледж ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет».

 

Разработчик: Минаев Николай Александрович, преподаватель.


 

1. Какая деталь плунжерного ТНВД при работе двигателя совершает вращательное движение?

а) толкатель

б) кулачковый вал

в) плунжер

 

2. Когда начинает увеличиваться давление в надплунжерном пространстве секции ТНВД?

а) после того как торцовая кромка плунжера перекроет впускное окно

б) после того как торцовая кромка плунжера перекроет отсечное окно

в) после того как торцовая кромка плунжера перекроет оба окна

 

3. Каким способом заполняют топливо подводящие каналы ТНВД перед пуском дизеля?

а) проворачивая коленчатый вал пусковой рукояткой

б) возвратно-поступательным перемещением кнопки топливоподкачивающего насоса

в) проворачивая коленчатый вал двигателя стартером

 

4. С каким узлом ТНВД тягами и рычагами соединена педаль управления подачей топлива?

а) с всережимным регулятором ТНВД

б) с топливоподкачивающим насосом

в) с муфтой опережения впрыска топлива

г) с рейками ТНВД

 

5. До какого момента продолжается впрыск форсункой дизеля?

а) когда плунжер переместится в крайнее верхнее положение

б) когда произойдет закрытие нагнетательного клапана

в) когда кромка винтовой канавки плунжера совместится        с отверстием во втулке

г) когда плунжер начнет перемещаться  вниз

 

6. Какая деталь секции ТНВД обеспечивает движение плунжера вниз?

а) толкатель

б) пружина плунжера

в) нагнетательный клапан

г) кулачковый вал

 

 

 

7. Каким способом регулируется количество топлива, подаваемого к форсунке секцией ТНВД за один оборот кулачкового вала?

а) изменением хода плунжера

б) изменением частоты вращения кулачкового вала

в) поворотом плунжера

 

8. Какая деталь форсунки устанавливается своим концом в камере сгорания?

а) корпус распылителя

б) штуцер

в) игла

г) корпус форсунки

д) штанга

 

9. Какая деталь ТНВД воздействует на поворотные втулки насосных секций?

а) толкатель плунжера

б) рейка

в) кулачковый вал

г) муфта опережения впрыска топлива

 

10. Какое устройство предназначено для изменения момента начала подачи топлива в зависимости от частоты вращения  коленвала дизеля?

а) топливная секция ТНВД

б) топливоподкачивающий насос

в) муфта опережения впрыска топлива

г) всережимный регулятор ТНВД

 

11. Какая деталь секции ТНВД открывает путь топливу из надплунжерного пространства к форсункам?

а) толкатель

б) плунжер

в) пружина плунжера

г) нагнетательный клапан

 

12. Какое устройство ТНВД предназначено для поддержания оборотов коленчатого вала на заданном педалью значении?

а) муфта опережения впрыска топлива

б) форсунка

в) топливоподкачивающий насос

г) нагнетательный клапан топливной секции ТНВД

д) всережимный регулятор


 

 

1 – б;

2 – а;

3 – в;

4 – а;

5 – в;

6 – б;

7 – в;

8 – а;

9 – б;

10 ­– в;

11 ­– г;

12 – д.

 


Критерии оценивания

 

Оценка «неудовлетворительно» – 6 правильных ответов и меньше

Оценка «удовлетворительно» – 7-8 правильных ответов

Оценка «хорошо» – 9-10 правильных ответов

Оценка «отлично» – 11-12 правильных ответов

 


 

 

1.     Устройство автомобилей : учеб. пособие / В.А. Стуканов, К.Н. Леонтьев. — М.: ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. — 496 с. — (Профессиональное образование). — Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/911994

2.     Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей : учеб. пособие / В.М. Виноградов. — М.: КУРС: ИНФРА-М, 2018. — 376 с. — Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/961754

3.     Устройство автомобилей. Сборник тестовых заданий: Учебное пособие / В.А. Стуканов. — М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2014. — 192 с.: ил.; 60×90 1/16. — (Профессиональное образование). (обложка) ISBN 978-5-8199-0457-2 — Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/430327

4.     Устройство автомобилей : учеб. пособие / В.А. Стуканов, К.Н. Леонтьев. — М.: ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. — 496 с. — (Профессиональное образование). — Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/911994

5.     Гладов Г.И. Устройство автомобилей: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Г.И. Гладов, А.М. Петренко. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 352 с.


 

Скачано с www.znanio.ru

Система питания дизельных двигателей, Дипломная работа

метки: Система, Дизельный, Питание, Топливный, Двигатель, Камминз, Работа, Обслуживание

Общее устройство системы питания дизелей: механизмы и узлы магистрали низкого давления, турбонаддув. Диагностирование, техническое обслуживание, ремонт и устранение простейших неисправностей системы питания двигателя. Охрана труда и техника безопасности.

Подобные документы

Система питания дизельного двигателя. Обозначения дизельных топлив, классификация схем их подвода. Устройство и работа узлов системы питания дизеля. Система питания карбюраторного двигателя. Работа простейшего карбюратора, всережимного регулятора.

презентация, добавлен 14.03.2017

Преимущества малых холодильных машин с капиллярной трубкой перед машинами с регулирующим вентилем. Обнаружение и устранение неисправностей холодильного оборудования. Техника безопасности. Требования к хладонам, агрегатам и электрооборудованию.

дипломная работа, добавлен 27.02.2009

Процесс ежедневного обслуживания автомобиля. Осмотр системы питания, очистка воздушного фильтра. Регулировка карбюратора на режиме холостого хода. Влияние условий эксплуатации на износ и долговечность. Технический осмотр и ремонт: основные неисправности.

курсовая работа, добавлен 02.11.2009

Топливный бак. Топливопроводы. Топливный насос. Карбюраторы. Работа карбюратора 2107-1107010-20. Карбюратор 21053-1107010. Воздушный фильтр, глушители. Система питания ГАЗ-33021. Карбюратор К-151-02. Система отключения подачи топлива.

реферат, добавлен 22.12.2004

Назначение, характеристика и общее устройство системы смазки двигателя автомобиля. Требования к смазочным системам и их основные параметры. Наименования и принцип действия клапанов системы. Виды неисправностей, их основные признаки и способы устранения.

реферат, добавлен 12.02.2011

Применение дифференциального манометра для измерения перепадов давления. Классификация приборов по устройству на жидкостные и механические. Ремонт и техническое обслуживание дифференциального манометра, требования безопасности при обращении с ртутью.

реферат, добавлен 18.02.2013

Техническое состояние механизмов и узлов системы питания двигателя, его влияние на мощность, экономичность и динамические качества автомобиля. Диагностика топливного насоса высокого давления НД-22 автокрана 3577, регулировочные и структурные параметры.

курсовая работа, добавлен 02.09.2012

Цель и организация проведения технического обслуживания и ремонта. Влияние условий эксплуатации на износ карбюратора. Назначение и общее устройство, основные неисправности. Выбор оборудования, приспособлений, инструмента, технологический процесс ремонта.

8 стр., 3747 слов

Курсовая работа двигатель ваз

… работа [1,9 M], добавлен 20.06.2013 Динамический расчёт двигателя. Кинематика кривошипно-шатунного механизма. Расчёт деталей поршневой группы. Система охлаждения двигателя. Расчет радиатора, жидкостного насоса, вентилятора. Система смазки двигателя, его эксплуатационная надёжность. курсовая работа [445,6 K], добавлен …

дипломная работа, добавлен 02.11.2009

Назначения, применение и устройство насосной станции Grundfos SL 1.50. Принцип работы электрической принципиальной схемы. Техника безопасности при обслуживании насосной станции очистных сооружений, техническое обслуживание и ремонт оборудования.

курсовая работа, добавлен 15.07.2013

Классификация и ассортимент пищевых концентратов для детского и диетического питания. Химический состав, пищевая ценность: содержание углеводов, белков и жиров. Сырье, используемое в производстве продуктов детского питания, продажа детского питания.

Источник

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/sistema-pitaniya-dizelnogo-dvigatelya-2/

Система питания дизельного двигателя

Назначение и приборы системы питания дизельного двигателя, используемые в автомобилестроении, ее строение и принцип работы. Охрана труда и окружающей среды при эксплуатации автомобиля. Работы, выполняемые при техническом обслуживании дизельного двигателя.

Рубрика Транспорт
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 10.12.2014
Размер файла 17,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Автомобилестроение занимает в современной жизни значительную роль. Оно широко применяется в промышленности, сельском хозяйстве и так же применяется для индивидуального пользования. В автомобилях применяются различные типы двигателей. В данной работе мы рассмотрим дизельный двигатель.

Цель: исследовать устройство системы питания дизельного двигателя

Задачи: — изучить принцип работы системы питания дизельного двигателя

  • изучить назначение дизельной системы питания

1. Назначение и приборы системы питания дизельного двигателя

Система питания дизельного двигателя предназначена для обеспечения запаса топлива на автомобиле, очистке топлива и равномерного распределения его по цилиндрам двигателя строго дозированными порциями в соответствии с порядком работы, скоростным и нагрузочным режимом работы двигателя. В дизельном двигателе чистый воздух засасывается в цилиндры и в них подвергается очень высокой степени сжатия. Вследствие этого в цилиндрах создается температура, превышающая температуру воспламенения дизельного топлива.

2. Система питания дизельного двигателя автомобиля

2.1 Устройство системы питания дизельного двигателя

Система питания дизельного двигателя автомобиля состоит из топливного бака; топливного фильтра предварительной (грубой) очистки топлива; топливоподкачивающего насоса с устройством для ручной подкачки топлива; топливного насоса высокого давления; форсунок; электромагнитного клапана; факельной свечи; фильтра для окончательной (тонкой) очистки топлива; топливопроводов низкого и высокого давления; топливоотводящих (дренажных) трубопроводов; топливопроводов и для подвода топлива соответственно к электромагнитному клапану и топливному насосу; воздушных фильтров; трубопровода для подвода воздуха в цилиндры двигателя и отвода отработавших газов из них; глушители шума выпуска отработавших газов; указателя уровня топлива в топливном баке; регулятора частоты вращения коленчатого вала; педали газа с системой тяг для управления рейкой топливного насоса(Приложение 1).

2.2 Принцип работы системы питания дизельного двигателя

При работе двигателя топливо из топливного бака засасывается топливоподкачивающим насосом через фильтр грубой очистки топлива и нагнетается через фильтр тонкой очистки к насосу высокого давления. Из насоса высокого давления топливо по топливопроводам высокого давления подается к форсункам, через которые в мелкораспыленном виде оно впрыскивается в цилиндры в соответствии с порядком работы двигателя. Излишнее топливо от насоса высокого давления и форсунок возвращается в топливный бак.

Воздух в цилиндры поступает после очистки его в воздушном фильтре. Топливный насос высокого давления предназначен для впрыска в цилиндры двигателя порции топлива под высоким давлением в определенной последовательности. Он расположен в развале блока цилиндров и приводится в действие от распределительного вала через шестерни.

Насос состоит из корпуса, кулачкового вала, секций и механизма поворота плунжеров. На передней части топливного насоса высокого давления установлен всережимный регулятор, который, изменяя количество подаваемого топлива в зависимости от нагрузки, поддерживает заданную водителем частоту вращения коленчатого вала двигателя.

На заднем конце кулачкового вала насоса расположена муфта опережения впрыска топлива, которая предназначена для изменения момента начала подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Секция насоса высокого давления состоит из плунжерной пары, роликового толкателя и нагнетательного клапана.

Плунжерная пара представляет собой гильзу с двумя отверстиями, расположенными на разных уровнях, и плунжер, в верхней части которого имеются два отверстия и винтовая канавка. Плунжер подогнан к гильзе с высокой точностью.

При движении плунжера вниз под действием пружины топливо под небольшим давлением, создаваемым топливоподкачивающим насосом, поступает через продольный впускной канал в корпусе в надплунжерное пространство. При движении плунжера вверх под действием кулачка и толкателя топливо перепускается в топливоподводящий канал до тех пор, пока торцевая кромка плунжера не перекроет окно гильзы. Дальнейшее движение плунжера вверх вызовет повышение давления в надплунжерном пространстве.

Когда давление достигнет величины, при которой открывается нагнетательный клапан, плунжер приподнимается и топливо по топливопроводу высокого давления поступает к форсунке. Движущийся плунжер, продолжая перемещаться, создает давление, преодолевающее натяжение пружины иглы форсунки. Игла поднимается, начинается впрыск топлива в цилиндр двигателя.

Впрыск продолжается до момента, когда кромка винтовой канавки открывает отверстие в гильзе; давление топлива падает, разгрузочный поясок нагнетательного клапана, опускаясь в гнездо под действием пружины, увеличивает объем в топливопроводе между форсункой и клапаном, за счет чего достигается четкая отсечка подачи топлива. При перемещении рейки плунжер поворачивается, и кромка винтовой канавки открывает отверстие гильзы раньше или позже, вследствие чего изменяется время, в течение которого закрыты отверстия гильзы, а, следовательно, и количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр, для ввода в цилиндр двигателя дозы тонкораспыленного топлива под давлением.

Форсунка закрытого типа состоит из стального корпуса, гайки, распылителя, запорной иглы, штанги и фильтра. Поступившее топливо проходит через фильтр, вертикальный канал, кольцевую канавку и затем поступает в топливную полость корпуса распылителя. Когда давление в полости распылителя становится больше усилия пружины форсунки, запорная игла поднимается вверх и топливо через отверстия распылителя впрыскивается в камеру сгорания.

Все приборы системы питания дизельного двигателя соединены топливопроводами низкого и высокого давления. Топливопроводы низкого давления изготовлены из прозрачной маслобензостойкой пластмассы, а высокого давления — из толстостенных стальных трубок.

Для поддержания заданной частоты, вращения коленчатого вала служит регулятор, который относится к типу всережимных регуляторов прямого действия. Регулятор устанавливается в развале между двумя рядами топливных секций и состоит из ведущей шестерни и муфты, на которой шарнирно закреплены грузы.

Во время вращения грузы раздвигаются под действием центробежной силы и через упорный подшипник перемещают муфту. Муфта упирается в палец рычага, который связан одним концом с рейкой топливного насоса. При перемещении рейки одновременно перемещается один конец двуплечего рычага. Второй конец этого рычага, будучи соединен со второй рейкой, перемещает ее.

Рычаг управления подачей топлива связан с системой рычагов, с которыми, в свою очередь, связана калиброванная пружина, воздействующая на рычаг, соединенный с рейкой. Натяжение пружины зависит от положения педали привода, которой устанавливается режим работы двигателя.

3. Техническое обслуживание системы питания дизельного двигателя

дизельный двигатель автомобиль технический

Основные работы, выполняемые при техническом обслуживании системы питания дизельного двигателя. Очистить от грязи и пыли приборы системы питания. Проверить уровень топлива в баке и при необходимости произвести заправку автомобиля топливом. Слить из топливного фильтра предварительной очистки 0,1 л, а из фильтра тонкой очистки 0,2 л топлива. Проверить герметичность соединения топливного бака, топливных фильтров, топливоподкачивающего насоса, насоса высокого давления и форсунок и коммуникаций от воздушного фильтра. Проверить уровень масла в картере корпуса всережимного регулятора частоты вращения коленчатого вала, состояние привода управления насосом высокого давления, работу указателя уровня топлива в баке.

При ежедневном техническом обслуживании проверяют, нет ли подтекания охлаждающей жидкости и топлива. Перед пуском двигателя следует проверить уровень жидкости в радиаторе, масла в картере, наличие топлива в баке. После пуска двигателя прослушивают его работу на холостом ходу, проверяют давление масла по указателю.

ТО-1. Проводят при 5000 — 7000 км. Проверить крепление впускного и выпускного трубопроводов, топливных фильтров и топливоподкачивающего насоса и герметичность воздухопроводов от воздушного фильтра. Слить отстой из топливного, бака. Промыть корпус и заменить фильтрующие элементы топливных фильтров. Смазать шарнирные соединения приводов управления насосом высокого давления.

ТО-2. Проводят при 12 000 — 15 000 км Промыть топливный бак. Проверить крепление глушителя и всережимного регулятора; герметичность системы питания и циркуляцию топлива, а также действие насоса высокого давления и форсунок. Отрегулировать частоту вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу. Через каждые 1000 ч работы фильтра фильтрующий элемент воздухоочистителя заменять.

При сезонном обслуживании произвести очистку первой ступени фильтра очистки воздуха. Не реже одного раза в два года производить проверку показаний индикатора засоренности воздушного фильтра.

4. Охрана труда и окружающей среды при эксплуатации автомобиля

Техника безопасности при уходе за системой питания должна обязательно соблюдаться. Производство работ исполнителем осуществляется в соответствии с инструкцией по охране труда. Техническое обслуживание производится в специально отведенных местах, оснащенных необходимыми приборами и приспособлениями, инвентарем, оборудованием, в том числе специализированным, предусмотренными определенным видом работ.При использовании этилированного бензина необходимо быть особенно осторожным при обращении с ним, так как этот бензин очень ядовит.

При заправке топливного бака, осмотре и очистке системы питания нужно не допускать попадания бензина на кожу. Если этилированный бензин попал на кожу, ее надо обмыть чистым керосином, а руки вымыть с мылом в теплой воде и вытереть насухо.

Нельзя применять этилированный бензин для мытья деталей и рук, а также засасывать бензин через шланг ртом при переливании и продувать ртом топливопроводы.

Нельзя допускать работу двигателя в закрытом помещении, которое не оборудовано специальной вентиляцией. Это может вызвать отравление людей, находящихся в помещении, отработавшими газами.

Во время проведения ТО необходимо соблюдать правила по охране окружающей среды. Таким образом, нельзя допускать разлива горючесмазочных материалов, разбрасывания ветоши других отработанных материалов, т.к это может привести к загрязнению почвы, водоемов.Поэтому проводить обслуживание и ремонт автомобиля можно только в специально установленных местах.

Двигатели с дизельной системой питания широко распространены в современном машиностроении. Подобная система питания предназначена для обеспечения необходимого запаса топлива в автомобиле. В работе исследован принцип работы системы питания и рассмотрено устройство такой системы питания.

Так же определены основные неисправности системы питания дизельного двигателя и методы их устранения.

Список использованной литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/sistema-pitaniya-dizelnogo-dvigatelya-2/

1. Бордуков В. Т., Федышин В. И. Дизели и газовые двигатели. Часть 1. М.:ЦНИИТЭИтяжмаш, 1991. — 192

2. Гроэ Х., Русс Г. Бензиновые и дизельные двигатели/Х. Гроэ, Г. Русс — М.: За рулем, 2008 — 272

3. Луканин В. Н., Шатров М. Г, Двигатели внутреннего сгорания/В. Н. Луканин, М. Г. Шатров — М: Высш. школа, 2007 — 400

4. Румянцев С.И. и др. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебник для ПТУ / С.И. Румянцев, А.Ф. Синельников, Ю.Л. Штоль.-М.: Машиностроение, 1989.-272

5. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учеб./Ю.И. Боровских, Ю.В. Буралев, К.А. Морозов, В.М. Никифоров, А.И. Фешенко — М.: Высшая школа; Издательский центр «Академия», 1997.-528

Подобные документы

История создания дизельного двигателя. Характеристики дизельного топлива. Расчет эффективности конструкции и работы двигателя внутреннего сгорания. Разработка набора «Система питания дизельного двигателя». Применение набора при изучении курса «Трактор».

дипломная работа [316,3 K], добавлен 05.12.2008

История развития грузового автомобиля MAN TGA. Назначение, классификация, устройство и принцип работы агрегатов, механизмов, узлов системы питания дизельного двигателя грузового автомобиля. Схема системы питания дизеля. Контрольно-осмотровые работы.

курсовая работа [55,6 K], добавлен 19.11.2013

Назначение системы питания дизельного двигателя, схема его работы. Основные причины неисправностей и нарушений в работе насосов низкого давления. Перебои и неравномерность в работе цилиндров двигателя. Проверка герметичности системы питания воздухом.

реферат [2,8 M], добавлен 15.11.2014

Изучение топлива и химических реакций при его сгорании. Рассмотрение конструкции системы питания дизельного двигателя. Предложение мероприятий, способных повысить эффективность диагностики системы питания дизельных двигателей и снизить их себестоимость.

дипломная работа [1,2 M], добавлен 16.06.2015

Назначение системы питания дизельного двигателя. Методы, средства и оборудование для диагностирования системы питания дизельного двигателя грузовых автомобилей. Принцип работы турбокомпрессора. Техническое обслуживание и ремонт грузовых автомобилей.

курсовая работа [812,2 K], добавлен 11.04.2015

Расчет четырехтактного дизельного двигателя. Внешняя скоростная характеристика дизельного двигателя. Построение диаграммы суммарного вращающего момента многоцилиндрового двигателя. Компоновка и расчет кривошипно-шатунного механизма (КШМ) двигателя.

курсовая работа [1,9 M], добавлен 19.01.2011

Устройство системы питания дизельного двигателя. Фильтр тонкой очистки топлива и питание дизеля КамАЗ-740 воздухом. Основные возможные неисправности в системе, способы их устранения. Перечень работ при техническом обслуживании, технологическая карта.

контрольная работа [243,3 K], добавлен 09.12.2012

Устройство и принцип работы системы питания автомобиля, последовательность действий при техническом обслуживании и при выявлении дефектов, а также при их устранении. Расчет основных экономических затрат по ремонту системы питания автомобиля SKODA.

дипломная работа [1,7 M], добавлен 23.02.2012

История создания дизельного двигателя. Характеристики дизельного топлива. Типы смазочных систем двигателя А-41: разбрызгивание, смазывание под давлением и комбинированные. Эксплуатационные свойства моторных масел. Техническое обслуживание двигателя.

дипломная работа [3,1 M], добавлен 20.05.2014

Изучение принципа работы дизельного двигателя с четырехтактным и двухтактным циклом. Особенности управления мощностью в бензиновых двигателях, их классификация. Преимущества и недостатки эксплуатации автомобилей с дизельными и бензиновыми двигателями.

реферат [710,3 K], добавлен 26.02.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.

PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.

Рекомендуем скачать работу.

Источник

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/sistema-pitaniya-dizelnogo-dvigatelya-2/

Консультации — инженер-специалист | Проектирование генераторных систем

Тарек Г. Туссон, PE, Stanley Consultants, Остин, Техас 14 марта 2016 г.

Цели обучения

  • Объясните основы проектирования генераторных систем.
  • Опишите влияние типов нагрузки на конструкцию системы генератора.
  • Проанализируйте нормы и стандарты, относящиеся к проектированию генераторной системы.

При проектировании систем генераторов инженеры должны убедиться, что генераторы и электрические системы здания, которые они поддерживают, подходят для применения.Многие вопросы должны быть решены до начала проектирования системы генератора. Большинство этих вопросов связаны с применением и условиями эксплуатации на площадке, что определяет выбор различных компонентов генераторной системы и их характеристик.

Ответы на эти вопросы помогут инженерам принять решения относительно размера генератора, последовательности загрузки, параллельного подключения, хранения топлива, сценариев переключения и многих других критериев.

Кодексы и правила

Назначение генераторной системы будет определять, какой набор норм и правил применим к ее конструкции.Применимые нормы и правила устанавливают параметры конструкции, производительности и требований к техническому обслуживанию. NFPA 70-2014: Национальный электротехнический кодекс (NEC), NFPA 99-2015: Кодекс медицинских учреждений, NFPA 101-2015: Кодекс безопасности жизнедеятельности и NFPA 110-2016: Стандарт для систем аварийного и резервного электропитания охватывают основные аспекты этих требования. Инженер-проектировщик должен тщательно изучить все различные нормы и правила, которые будут применяться к конструкции генераторной системы.

NEC устанавливает основные требования к конструкции генераторной системы.Эти требования к конструкции содержатся в статье 445 «Генераторы»; Статья 700, Аварийные системы; Статья 701, Требуемые по закону резервные системы; Статья 702, Дополнительные резервные системы; Статья 705, Взаимосвязанные источники производства электроэнергии; и Статья 708, Энергосистемы для критически важных операций (COPS).

Статья 445 «Генераторы» содержит требования к установке и другие требования к генераторам, такие как расположение, маркировка, защита от перегрузки по току, допустимая нагрузка проводников и другие.

Статья 700, Аварийные системы, применяется к тем системам, которые по закону должны автоматически обеспечивать освещение и питание, необходимые для безопасности человеческой жизни, в случае выхода из мест скопления людей во время нормального отключения электроэнергии или аварии.В соответствии с общими требованиями стандарта 700.12 при отключении обычного питания аварийное питание системы должно быть включено в течение 10 секунд или менее.

Статья 701, Требуемые по закону резервные системы, применяется к тем резервным системам, которые требуются по закону муниципальными, государственными, федеральными или другими кодексами или любым государственным органом, обладающим юрисдикцией. Эти системы предназначены для автоматического подачи питания на выбранные нагрузки (кроме тех, которые классифицируются как аварийные системы), которые могут создавать опасности или препятствовать спасательным или пожарным операциям при остановке в случае отказа основного источника питания.В соответствии с общими требованиями стандарта 701.12 при отключении нормального питания резервное питание системы должно быть включено в течение 60 секунд или менее.

Статья 702 «Дополнительные резервные системы» применяется к тем системам, которые предназначены для обеспечения альтернативного питания (мощность, вырабатываемая на месте) для выбранных нагрузок либо автоматически, либо вручную, когда перебои в работе электрической системы приводят к серьезному прекращению работы.

Статья 705 «Взаимосвязанные источники производства электроэнергии» применяется к синхронным генераторным установкам, работающим параллельно.

Статья 708 «Энергетические системы для критически важных операций» (COPS) применяется к тем системам, которые должны непрерывно работать в целях общественной безопасности, управления чрезвычайными ситуациями или национальной безопасности. Эти системы предназначены для автоматического питания нагрузок КОПС в случае выхода из строя основного источника питания.

Для некоторых специальных применений, таких как пожарные насосы, применяются дополнительные нормы и правила. NFPA 20-2016: Установка стационарных насосов для противопожарной защиты и Статья 695 NEC, Пожарные насосы, содержат рекомендации по проектированию генераторной системы.В соответствии с 695.7 [20:9.4] падение напряжения не должно превышать 15 % нормального напряжения контроллера на контроллере пожарного насоса в условиях запуска двигателя.

Заблаговременное участие органа, выдающего разрешения, и уполномоченного органа поможет инженеру-проектировщику определить, какой набор норм и правил применим к генераторной системе на этапе проектирования. Это также поможет инженеру-проектировщику понять различные интерпретации кодов.

Условия эксплуатации на месте

Расположение устанавливаемой генераторной системы будет иметь существенное влияние на то, как система построена и организована.Если система генератора должна быть установлена ​​в помещении в специально отведенном помещении или совмещена с другим оборудованием системы здания, можно использовать конфигурацию генераторной установки открытого типа (см. рис. 1 и 2). Однако могут возникнуть другие опасения. Генераторные установки и вспомогательное оборудование должны быть доступны для эксплуатации и обслуживания, несущая способность здания должна быть достаточной для размещения генераторной установки (установок) и вспомогательного оборудования, конструкция должна соответствовать применимым нормам и правилам (шум, выбросы, вибрация и т. д.).), а планировка помещения должна удовлетворять требованиям изготовителя в отношении адекватного забора воздуха для горения, подачи топлива, вентиляции и вытяжки. Все оборудование системы здания, совмещенное с генераторной системой, должно быть оценено, поскольку оно должно работать в тех же условиях окружающей среды.

Если система генератора должна быть установлена ​​на открытом воздухе, генератор должен быть снабжен атмосферостойким кожухом для защиты от условий окружающей среды, таких как дождь, снег, коррозия, затопление и т. д.Корпус также ограничит нежелательный доступ и защитит генератор от возможного вандализма. Дополнительные характеристики, такие как звукоизолирующая обшивка и класс глушителя, могут потребоваться при выборе атмосферостойкого корпуса для соответствия допустимому уровню шума. Защищенный от непогоды кожух удобен для проведения технического обслуживания в суровых погодных условиях. Резервуар с двойными стенками является дополнительной функцией для хранения дизельного топлива. Переносные или смонтированные на прицепе генераторные системы необходимы в тех случаях, когда генератор не может быть постоянно установлен на месте или его необходимо использовать для резервного питания в нескольких местах.

Характеристики нагрузки

Типы нагрузки и электрические характеристики нагрузок, обслуживаемых генераторной системой, оказывают значительное влияние на размер генераторной системы, топологию конфигурации системы и сложность проектирования системы. Инженеры-проектировщики должны понимать профиль нагрузки и оценивать различные варианты конструкции, чтобы обеспечить надежную и экономичную систему генератора с рейтингом, основанным на профиле нагрузки и требованиях к времени работы.

Типы нагрузки бывают линейными и нелинейными.Линейные нагрузки включают нагреватели, двигатели и трансформаторы. К нелинейным нагрузкам относятся компьютеры, источники бесперебойного питания (ИБП), электронные балласты освещения, электронное оборудование и частотно-регулируемые приводы. Нелинейные нагрузки обычно вносят гармоники в электрическую систему. В зависимости от величины гармоник и общего гармонического искажения, присутствующего в электрической системе, мощность генераторной установки будет снижена для надежной поддержки нагрузок. Линейные нагрузки, такие как большие двигатели, имеют высокий пусковой ток (ток заторможенного ротора), что в некоторых случаях требует увеличения мощности генераторной установки, чтобы справиться с нагрузкой.

Размер нагрузки по отношению к размеру генераторной системы также может оказывать существенное влияние на работу генераторной системы. Всякий раз, когда к генераторной установке прикладывается нагрузка или снимается с нее, частота вращения, напряжение и частота двигателя находятся в переходном состоянии или временно изменяются по сравнению с установившимся состоянием. Если подключенная нагрузка или срабатывание блока нагрузки слишком велики, генератор может не запуститься. Скорость двигателя, напряжение и частота могут выйти за пределы рабочих пределов системы генератора и отключиться, или они могут отклониться за пределы, допустимые для нагрузки, что приведет к отключению нагрузки.Таким образом, характеристики нагрузки и характеристики системы генератора являются важными проектными параметрами, которые необходимо учитывать.

После определения задействованных характеристик нагрузки необходимо разработать профиль нагрузки, описывающий последовательность подачи мощности генератора на различные типы нагрузки и приращения, а также частоту включения и выключения этих нагрузок.

Система двигатель-генератор

Система двигатель-генератор состоит из множества компонентов, которые сильно влияют на размеры и выходные характеристики генераторной установки.Общими ключевыми компонентами, которые следует учитывать при выборе двигателя-генератора, являются тип генератора переменного тока, тип возбудителя, регулятор частоты вращения двигателя и тип топлива.

Генератор синхронного генератора является наиболее широко используемым типом генератора переменного тока. Он лучше всего подходит для применения в качестве резервного генератора, поскольку выходная мощность, напряжение и частота могут легко регулироваться в автономном (автономном) приложении. Выходная мощность создается за счет приложенного крутящего момента на валу генератора от двигателя.Выходное напряжение регулируется постоянным током возбуждения вращающейся обмотки возбуждения. Выходная частота регулируется скоростью вращения обмотки возбуждения.

Возбудитель вырабатывает ток, необходимый обмотке возбуждения для установления выходного напряжения на обмотке генератора. Выходное напряжение постоянно контролируется и регулируется регулировкой возбуждения обмотки возбуждения. Есть много типов возбудителей. Чаще всего используются самовозбудитель и возбудитель с постоянными магнитами.Возбудитель с постоянными магнитами лучше реагирует на пусковые нагрузки двигателя и гармоники более низкого порядка (см. рис. 3).

Регулятор управляет скоростью двигателя-генератора, чтобы обеспечить правильную частоту выходной мощности при различных условиях нагрузки. Изохронный регулятор, будь то механический или электронный, чаще всего используется в системах резервного генератора. Электронный изохронный регулятор обеспечивает более точную реакцию скорости на изменения нагрузки по сравнению с механическим изохронным регулятором.

Частота выходной мощности генератора рассчитывается по формуле:

F = (P * N)/120

Где F = частота (Гц), P = число полюсов генератора и N = скорость генератора (об/мин). Например, четырехполюсный генератор должен вращаться со скоростью 1800 об/мин, чтобы обеспечить частоту 60 Гц.

Существует несколько видов топлива на выбор: дизельное топливо, бензин, природный газ и пропан. Прежде чем выбрать тип топлива, инженеры-проектировщики должны учитывать такие факторы, как наличие физического пространства на площадке, надежность подачи топлива, ограничения по хранению на площадке и связанные с этим опасности, соответствие нормам и правилам, стоимость и производительность приводного генератора.

Дизельные двигатели

традиционно обеспечивают лучшую реакцию на переходные процессы и нагрузку, в то время как двигатели, работающие на природном газе, более экологичны с точки зрения выбросов. Разработка промышленных двигателей с искровым зажиганием (природный газ) теперь может оптимизировать скорость этих двигателей, чтобы сделать их переходные характеристики похожими на дизельные. В настоящее время производители производят газопоршневые двигатель-генераторы, которые могут обеспечить 10-секундный запуск для резервных систем, традиционно связанных только с дизельными двигателями.Как правило, двигатель-генератор на природном газе физически больше, чем дизельный двигатель-генератор с той же выходной мощностью. Следовательно, это повлияет на требования к физическому пространству для установки. Кроме того, блок на природном газе будет стоить дороже, чем дизель, если рассматривать блоки с выходной мощностью более 150 кВт.

Выбор между генератором, работающим на природном газе, и дизель-генератором зависит от применения, наличия источника топлива, условий на площадке проекта и других ограничений проекта, как упоминалось ранее.Если приложение и ограничения проекта требуют использования дизель-генератора, следует спроектировать систему подачи и хранения топлива. В большинстве случаев для дизельного топлива достаточно поддонного бака с двойными стенками. Однако в крупных генераторных установках или устройствах, требующих хранения большого количества топлива на месте, таких как COPS, размер резервуара основания может быть неудобным для эксплуатации и обслуживания, поскольку установка будет располагаться слишком высоко над подушкой. Более практичным в этом случае была бы более сложная конструкция подачи и хранения топлива.Топливная система с накопительным баком, перекачивающими насосами и дневными баками может быть более жизнеспособным вариантом. Топливоперекачивающие насосы должны питаться от генераторной системы для обеспечения непрерывности работы во время отключения.

Автоматические переключатели

Основная функция безобрывного переключателя в генераторной системе состоит в том, чтобы изменить подключение нагрузки с обычного (обычно коммунального) источника питания на источник аварийного питания (см. рис. 4 и 5). Ручной автоматический переключатель управляется квалифицированным персоналом либо физически, либо с помощью двигателя для переключения между нормальным и аварийным питанием, когда это необходимо.Автоматический ввод резерва (АВР) приводится в действие двигателем и оснащен контроллером для определения наличия и состояния источников питания (нормальных и аварийных). Переключатель автоматически переключается с одного источника на другой в соответствии с заданной программой в случае отключения электроэнергии или плановых проверок системы генератора.

Когда дело доходит до переключения с одного источника на другой, существует два типа переключателей передачи: открытый переход и закрытый переход. Наиболее часто используемые передаточные переключатели относятся к типу с открытым переходом.Переключатель с открытым переходом сначала полностью разорвет соединение с одним источником, переместится в переходное положение, а затем подключится к другому источнику. И наоборот, безынерционный переключатель мгновенно подключает нагрузку к обоим источникам — менее чем на 100 миллисекунд — при переключении с одного источника на другой. Автоматический переключатель является важным компонентом системы генератора. Инженеры-проектировщики должны выбрать правильный переключатель или переключатели, подходящие для применения.

Когда нормальный источник питания прерывается или его характеристики (напряжение, частота или чередование фаз) выходят за установленные параметры, контроллер автоматического переключателя будет продолжать контролировать нормальный источник питания, пока не истечет время задержки. Переключатель посылает сигнал «RUN» для запуска системы генератора и размыкания контактов на нормальный источник питания, положение «Open Transition». После того, как система генератора заработает и достигнет заданных параметров аварийного источника питания по напряжению, частоте и чередованию фаз в течение запрограммированного времени задержки, автоматический переключатель закроет соединение с источником аварийного питания.Если аварийный источник питания не достигает заданных параметров в течение запрограммированного времени задержки, безобрывный переключатель инициирует сигнал тревоги. Переключатель будет продолжать контролировать нормальный источник питания до тех пор, пока он не будет соответствовать заданным параметрам. Когда нормальный источник питания восстановлен и запрограммированное время задержки истекло без изменений, автоматический переключатель переключится обратно на нормальный источник питания и отправит сигнал «СТОП» для выключения генераторной системы по истечении запрограммированного времени задержки.

Время работы безобрывного переключателя, включая время задержки переключения с обычного источника питания на аварийный, должно соответствовать применимым нормам и правилам. Если автоматический переключатель установлен для обслуживания аварийного системного приложения при потере нормального питания, аварийное питание системы должно быть включено в течение 10 секунд в соответствии со статьями NEC 700, Аварийные системы и 700.12, Общие требования. Принимая во внимание, что если переключатель установлен для обслуживания требуемого законом приложения резервной системы при отключении нормального питания, питание резервной системы должно быть подано в течение 60 секунд или менее в соответствии со статьями NEC 701, Законодательно требуемые резервные системы и 701.12, Общие требования. В некоторых приложениях, таких как пожарные насосы, инженеры-проектировщики должны убедиться, что при указании переключателя резерва он указан для обслуживания приложения в соответствии со статьями NEC 695, Пожарные насосы, 695.10, Перечисленное оборудование, и в соответствии с NFPA 20, Глава 10, Электрические -Управляемые контроллеры и аксессуары, 10.1.2.1 Листинг.

Необходимо определить, является ли генераторная система отдельной производной системой. Отдельно производная система потребует четырехполюсного переключателя для переключения заземленного проводника цепи (нейтрали) между обычным заземлением источника и отдельно производным заземлением системы генератора (см. статью 250 NEC.30, Заземление отдельно взятых систем переменного тока).

Автоматические переключатели

могут включать в себя такие функции, как входной рейтинг обслуживания, защита от перегрузки по току, звуковое и визуальное оповещение о тревоге и изоляция байпаса. С недавними изменениями в кодах установка док-станции становится все более распространенным вариантом конструкции, чтобы обеспечить безопасное, надежное и простое подключение блоков нагрузки для проверки под нагрузкой системы генератора по мере необходимости, а также для подключения портативного генератора по мере необходимости. нужный.

Параллельное соединение

Параллельная система генераторов использует несколько генераторов для формирования системы генераторов большой мощности. Параллельное подключение нескольких генераторов достигается за счет синхронизации выходов генераторов и их подключения к общей шине параллельного распределительного устройства. Синхронизация выхода генераторов требует, чтобы все параллельно включенные генераторы имели одинаковое напряжение, частоту и чередование фаз. Для упрощения конструкции системы параллельных генераторов следует использовать идентичные генераторы или, по крайней мере, генераторы должны иметь одинаковую выходную мощность и шаг генератора переменного тока.

Если требуется параллельное подключение разнородных генераторов из-за существующих условий на месте, проектирование системы параллельных генераторов становится намного более сложной. Каждая конфигурация генератора должна быть оценена, и различные компоненты, такие как регулятор скорости, регулятор напряжения и генератор переменного тока, должны быть модифицированы для соответствия.

«Шаг» — это термин, используемый для определения характеристик механической конструкции генератора переменного тока. Параллельная работа генератора с шагом 2/3 и генератора с шагом 5/6 приведет к циркуляции нейтральных токов.Блуждающий ток будет мешать работе защитных устройств и может повредить генераторы переменного тока.

Кроме того, нагрузки электрической системы должны быть разделены на аварийные, предусмотренные законом резервные и необязательные резервные нагрузки (см. рис. 6 и 7). Электрическая система должна быть сконфигурирована таким образом, чтобы классифицированные нагрузки были разделены, а генераторные установки были рассчитаны таким образом, чтобы один генератор мог обслуживать аварийные и предусмотренные законом нагрузки.

Система с параллельным генератором может обеспечить несколько преимуществ по сравнению с системой с одним генератором.Основными преимуществами системы параллельных генераторов являются надежность, доступность, расширяемость и экономия топлива. Надежность обеспечивается в системе с двумя генераторами (конфигурация 2N, полное резервирование) за счет того, что каждый генератор рассчитан исключительно на питание нагрузки. Если один генератор не запускается, запускается второй генератор и питает нагрузки. Надежность в системе с несколькими генераторами (конфигурация N+1, ограниченное резервирование) обеспечивается установкой одного дополнительного генератора. Техническое обслуживание может выполняться без прерывания доступности генераторной системы, поскольку один генератор может быть удален из системы для проведения планового или внепланового обслуживания, в то время как другие генераторы доступны для питания нагрузок.Первоначальная установка может быть ограничена минимальным количеством генераторов, соответствующим требованиям нагрузки, а когда требования нагрузки увеличиваются, система параллельных генераторов может быть расширена за счет добавления генераторов. Экономия затрат на топливо достигается, когда подаваемые нагрузки меняются, а параллельное распределительное устройство настраивается на работу минимального количества генераторов, чтобы избежать топливной неэффективности слабонагруженных генераторов.

Если выбрана система с параллельным генератором, инженеры-проектировщики должны обеспечить соблюдение применимых норм и правил и, при необходимости, рассмотреть возможность использования различных конструкций параллельных систем управления для повышения надежности.

Размер генератора

Инженер-конструктор должен знать, как выполняются расчеты размеров генератора, вручную или с помощью программного обеспечения. Большинство производителей генераторов предоставляют программное обеспечение для определения размеров генератора, чтобы помочь инженерам-конструкторам и специалистам по техническому заданию систем генераторов. Хотя программное обеспечение для определения мощности генератора является очень удобным инструментом, инженер-конструктор должен оценить нагрузку и рабочие характеристики, прежде чем выбрать одну генераторную установку вместо другой. Кроме того, следует отметить, что результаты номинальных характеристик генератора зависят от производителя и могут нуждаться в снижении номинальных значений в зависимости от температуры окружающей среды, высоты над уровнем моря и гармоник.Падение напряжения и частотная характеристика будут различаться между генераторами разных производителей.

Для выполнения расчетов мощности генератора вручную для каждой нагрузки требуется следующая информация:

  • Информация о пуске нагрузки: пусковая мощность в киловаттах (кВт), пусковая мощность в киловольт-амперах (кВА) и пусковой коэффициент мощности (PF)
  • Информация о работе нагрузки: рабочие киловатты (RkW), рабочие киловольт-ампер (RkVA) и рабочий коэффициент мощности (PF).

Для нагрузок двигателя эта информация может быть получена из данных паспортной таблички: мощность, КПД, кВА/мощность при заторможенном роторе, коэффициент мощности при пуске двигателя и коэффициент мощности при работе.Кроме того, потребуются нелинейные характеристики нагрузки, чтобы правильно подобрать размер генератора переменного тока и выбрать оптимальный тип возбудителя. Последовательность загрузки генератора определяет, как суммируются SkW, SkVA, RkW и RkVA, чтобы найти общую SkW, SkVA, RkW и RkVA генератора. Генератор впоследствии выбирается в соответствии с минимальными значениями RkW, RkVA, SkW и SkVA, требуемыми в таблицах спецификаций генератора производителя (см. «Примеры размеров генератора» в онлайн- и цифровой версиях).


ОБ АВТОРЕ

Тарек Туссон — старший инженер-электрик в Stanley Consultants. Он специализируется на двигателях, генераторах и системах ИБП, а также имеет 20-летний опыт проектирования систем распределения электроэнергии для критически важных объектов и других типов зданий.


Практический пример: Портативная система резервного генератора для скважинного насоса

Проект переносной резервной генераторной системы для конфиденциального сотрудничества по водоснабжению требовался для работы водяного насоса во время обычных перебоев в подаче электроэнергии.Насос водоочистной станции и другие разные нагрузки обслуживались из существующего центра управления двигателем (ЦУД). ЦУД питался от главного разъединителя, расположенного рядом с силовым трансформатором. Для запуска насосов использовались полупроводниковые пускатели пониженного напряжения (SSRVS) с внешними байпасами. Для управления работой насоса использовался программируемый логический контроллер. Обычная последовательность работы такова, что когда есть потребность в производстве воды, посылается пусковой сигнал для запуска обоих насосов. Насосы запускаются в шахматном порядке с помощью таймеров задержки, которые перехватывают сигнал разрешения работы на SSRVS каждого насоса.

После завершения полевых работ по документированию существующей электрической системы был разработан проект установки генераторной системы. В предлагаемом проекте системы генератора учитывались размеры генератора и АВР, последовательность операций, модификации существующей системы управления и компоновка оборудования. Выбор размера генератора был важнейшей задачей из-за характера поддерживаемой нагрузки и ограниченности доступных на рынке продуктов. Переносной генератор должен был выдерживать как насос, так и различные нагрузки.Его также нужно было приспособить для установки на прицеп с гусиной шеей, чтобы его можно было тянуть с помощью обычного пикапа, а не грузовика.

Чтобы удовлетворить эти требования, был выбран дизельный генератор с возбуждением от генератора с постоянными магнитами (PMG), обеспечивающий наилучшую реакцию на переходную нагрузку во время запуска двигателя и улучшенную реакцию восстановления. ATS был установлен после основного отключения службы и выше по течению от MCC. ATS был интегрирован с док-станцией генератора, чтобы обеспечить безопасное, надежное и простое подключение портативного генератора.Стыковочная станция генератора была оснащена вспомогательным проводным соединением, которое использовалось для подачи управляющей сигнализации для отправки сигнала запуска на генератор в случае нормального отключения питания или запланированного запуска генератора. Соединение также использовалось для удаленного контроля состояния генератора (уровень топлива, температура охлаждающей жидкости и т. д.). Кроме того, подключение обеспечивало вспомогательное питание для зарядного устройства портативного генератора и обогревателя блока.

Существующее управление было изменено, чтобы предотвратить работу обоих насосов, когда электрическая система питается от генератора.Это было сделано путем установки реле блокировки, которые перехватывали сигнал разрешения работы на SSRVS обоих насосов. Реле блокировки включались в последовательность управления после того, как АВР находилась в положении аварийного источника. Предусмотрен переключатель предпочтений для выбора насоса, который будет работать от генератора. Переключатель предпочтений обошел реле блокировки выбранного насоса.

После окончания строительства был проведен тест запуска портативного генератора. Переносной генератор отключился из-за перегрузки и не смог запустить насос.Была предпринята еще одна попытка запустить насос на переносном генераторе, и снова она не удалась.

Что пошло не так? Генератор был неподходящего размера и не мог запустить насос?

Изучив расчеты размеров генератора и возможности запуска двигателя выбранного переносного генератора, стало очевидно, что проверка в полевых условиях настроек, элементов управления и принадлежностей переносного генератора, реализованных с помощью SSRVS, даст ответ на вопрос, почему переносной генератор вышел из строя. .

Полевая проверка выявила:

  • Ограничение тока SSRVS и время разгона были установлены неправильно, что привело к высокому пусковому току, превышающему возможности запуска двигателя генератора.
  • Возбудитель портативного генератора был самовозбуждающимся, а не указанным типом PMG, что ограничивало возможность запуска двигателя.

После устранения обоих недостатков пусковые испытания переносного генератора прошли успешно. В этом случае ввод в эксплуатацию будет более практичным подходом, чем пусковые испытания, которые ограничиваются проверкой работы предоставленного оборудования в соответствии с проектом и спецификацией производителя и не учитывают эксплуатационные требования системы.Ввод в эксплуатацию, который часто путают с пусковыми испытаниями, представляет собой процесс проверки того, что все оборудование и компоненты системы спроектированы, установлены, испытаны, эксплуатируются и обслуживаются в соответствии с эксплуатационными требованиями.


Каталожные номера

NFPA 20: Установка стационарных насосов для противопожарной защиты

NFPA 70: Национальный электротехнический кодекс

NFPA 99: Код медицинских учреждений

NFPA 101: Кодекс безопасности жизнедеятельности

NFPA 110: Стандарт для систем аварийного и резервного питания охватывает

Есть ли у вас опыт и знания по темам, упомянутым в этом содержании? Вам следует подумать о том, чтобы внести свой вклад в нашу редакционную команду CFE Media и получить признание, которого вы и ваша компания заслуживаете.Нажмите здесь, чтобы начать этот процесс.

Что такое электрогенератор и как он работает?

Дизель, пропан и генераторы на природном газе

Генераторы

могут работать на различных видах топлива, от мазута до пропана. Решение о том, какое топливо использовать, зависит от различных факторов: стоимости генератора, цены на топливо, наличия топлива, условий хранения топлива, профиля выбросов каждого вида топлива и ограничений по шуму.Генераторы могут быть рассчитаны на работу с широким спектром видов топлива, от нафты до биотоплива, но наиболее часто используемыми видами топлива являются дизельное топливо, пропан и природный газ.


Что такое дизельные генераторы и как они работают?

Так же, как и автомобильные двигатели, генераторные двигатели различаются в зависимости от того, какое топливо они используют. Дизельные двигатели относятся к типу двигателей с воспламенением от сжатия. Такие двигатели воспламеняют топливо, нагревая его выше температуры самовоспламенения. Относительно низкая температура самовоспламенения дизельного топлива, составляющая 410°F, делает дизельное топливо идеей для дизельных двигателей.Как правило, для запуска небольших дизельных двигателей электрический стартер толкает поршни двигателя, сжимая воздух, находящийся внутри цилиндров двигателя, и повышая его температуру. Это известно как запуск двигателя. Когда температура внутри цилиндра достигает температуры самовоспламенения топлива, топливо впрыскивается в цилиндр и немедленно воспламеняется. Это толкает поршень назад (с открытием выпускного клапана для выпуска газа) и перемещает коленчатый вал. Другие цилиндры также срабатывают, что приводит к вращательному движению, необходимому для выработки электроэнергии и поддержания цикла сжатия-воспламенения двигателя.

Бензиновые двигатели, напротив, впрыскивают воздух и топливо в цилиндры одновременно, и для воспламенения требуется искра. Поскольку у них простой механизм зажигания, дизельные двигатели, как правило, очень надежны и служат долго. Отсутствие свечей зажигания также исключает излучение радиочастот, которые могут создавать помехи для чувствительного электронного оборудования. Дизельные двигатели также обладают высокой эффективностью, в том числе при более низких нагрузках, благодаря высокой степени сжатия.

Знаете ли вы, что в Национальную зону радиомолчания США допускаются только автомобили с дизельными двигателями? Национальная зона радиомолчания США — это большая зона в Вирджинии и Западной Вирджинии, где радиоизлучение ограничено, чтобы избежать помех для радиотелескопов, находящихся в этом районе.(Сотовые телефоны, Wi-Fi и микроволновые печи также запрещены.)

Что такое генераторы пропана и как они работают?

Пропан — еще один отличный способ заправить генератор. Пропановые двигатели очень похожи на бензиновые двигатели в том смысле, что оба работают по принципу искрового зажигания. Пропановые двигатели впрыскивают смесь воздуха и топлива в цилиндры двигателя, где свеча зажигания воспламеняет смесь.

Propane обладает несколькими преимуществами, которые делают пропановые генераторы особенно подходящими для резервного электропитания жилых помещений.Бензин и дизельное топливо могут испортиться через несколько лет, и хранение канистры с любым топливом в доме может привести к образованию дыма. Бензин и дизельное топливо также могут пролиться, что затруднит очистку. Напротив, пропан можно хранить неограниченное время без риска утечки. Важно отметить, что многие домовладельцы уже имеют под рукой баллон с пропаном, что избавляет от необходимости держать в доме дополнительную канистру с топливом.


Что такое генераторы природного газа и как они работают? Генераторы природного газа

очень похожи на генераторы пропана.Оба требуют свечи зажигания, и оба имеют чистые профили выбросов. Использование природного газа обычно практично только в местах, которые обслуживаются распределительной сетью природного газа, а самостоятельное хранение используется редко. В сельской местности это не всегда так.

Генераторы природного газа

хорошо подходят для коммерческого и промышленного применения, где есть надежное снабжение природным газом. В Соединенных Штатах природный газ, как правило, очень доступен по цене и широко доступен. В крупномасштабных установках, где используется большое количество топлива, отсутствие необходимости хранить топливо на месте является большим преимуществом.Кроме того, поскольку природный газ сгорает очень чисто, экологические нормы для генераторов на природном газе, как правило, являются значительно менее строгими, чем те, которые применяются к генераторам на жидком топливе, и в результате их иногда можно использовать более гибким образом, чем дизельные или дизельные. бензиновые генераторы.
 


Резервные, основные и непрерывные генераторы электроэнергии 

Один из главных критериев при выборе генератора зависит от того, для чего вы хотите его использовать.Генераторы оцениваются по-разному для конкретных целей и для работы в разных условиях. Подобрать правильный генератор для работы — все равно, что подобрать подходящие батареи для дома на колесах: одна батарея запускает двигатель дома на колесах, поэтому он должен давать мощный всплеск электроэнергии, в то время как батарея для отдыха, питающая свет и холодильник, должна высвобождать медленное количество энергии. электроэнергии в течение более длительного времени.

Генераторы

можно рассматривать таким же образом — будет ли потребность в энергии очень высокой в ​​течение короткого промежутка времени или довольно высокой в ​​течение более длительного периода, или генератор будет использоваться постоянно? Это три основные категории использования генератора: резервная, основная мощность и непрерывная мощность.

Многие генераторы в настоящее время производятся по модульному принципу, что дает возможность иметь наилучшую комбинацию двигателя и генератора переменного тока для соответствия применению.

Отдельный генератор может использоваться для различных приложений, и в зависимости от приложения могут быть указаны разные номинальные выходные характеристики. Другими словами, один и тот же генератор может обеспечить 100% своей максимальной номинальной мощности в одном приложении, например, в аварийном режиме, но только 70% в непрерывном режиме.

Как работает дизельный резервный генератор? —

Генераторы

обеспечивают непрерывный поток электроэнергии для любого здания или оборудования в любом месте в любое время.

Дизель-генераторы

служат для различных целей, в том числе для личного пользования. Вы думали об инвестировании в резервный генератор? Вот подробнее о том, как они работают и какую пользу они могут вам принести!

Что такое дизельный резервный генератор?

Дизельный резервный генератор, также известный как генераторная установка, представляет собой часть оборудования, состоящую из дизельного двигателя и электрического генератора/генератора переменного тока. Эти два элемента работают вместе, чтобы преобразовать дизельное топливо в электрическую энергию.Оттуда любой, кому требуется электричество, может получить к нему доступ, даже если он не подключен к электросети.

Большинство резервных дизель-генераторов являются дополнительным источником энергии. Их цель — включить и обеспечить вас электроэнергией, если ваша электросеть выйдет из строя во время шторма или в часы пик.

 

Как работает дизельный резервный генератор?

Дизельный резервный генератор использует дизельное топливо в качестве источника топлива. Дизель горит при гораздо более высокой температуре по сравнению с другими источниками топлива, что делает его более эффективным и мощным.

Двигатель преобразует топливо в механическую энергию. Эта энергия приводит в действие генератор переменного тока, вращая ротор генератора переменного тока, который преобразует механическую энергию в электрическую.

Помимо ротора генератор содержит статор и магнитное поле между ними. Ротор будет вращаться через это магнитное поле, создавая напряжение за счет электромагнитной индукции на статоре. При подключении к нагрузке напряжение от статора будет течь в виде электрического тока, который позволяет генератору обеспечивать мощность.

Дизель-генератор работает так:

  • Воздух поступает в генератор до тех пор, пока он не сжимается, а затем впрыскивается дизельное топливо
  • Комбинация сжатого воздуха и дизельного топлива вызывает воспламенение воздуха, запуская генератор
  • Тепло от двигателя преобразуется в механическую энергию, где оно поступает в генератор переменного тока и преобразует энергию в электричество

Резервный дизельный генератор может работать часами, днями и даже неделями при надлежащем обслуживании и подаче топлива.

Свяжитесь с компанией Central States Diesel Generators уже сегодня.


Позвоните нам! 262-955-7655 | (М) 847-997-8090|[email protected]

Элементы резервного генератора

Мощные компоненты генератора нуждаются в корпусе и нескольких других компонентах, чтобы обеспечить бесперебойную работу генератора.

Генератор содержит двигатель, генератор переменного тока и другие мелкие компоненты в корпусе из стали или алюминия.Это защищает генератор от элементов, а также приглушает шум. Корпус должен способствовать охлаждению генератора и быть устойчивым к коррозии.

Другие части генератора включают аварийный автоматический переключатель и панель управления. Основание генератора опирается на антивибрационную систему для снижения шума и защиты целостности генератора.

В топливном баке хранится дизельное топливо. В зависимости от типа генератора в корпусе может находиться топливный бак или он может быть отдельным.

Портативный и резервный генератор

Генераторы

бывают разных размеров и мощностей в зависимости от их назначения. Большие резервные портативные генераторы, используемые для питания целых больниц в чрезвычайных ситуациях, намного больше, чем портативный генератор, который вы используете для своего кемпера. Два основных типа генераторов, с которыми вы столкнетесь, — это портативные и резервные генераторы.

Портативные и дизельные резервные генераторы

могут выполнять ту же задачу, обеспечивая питание, когда вы находитесь вне сети.Когда дело доходит до удобства и стоимости, резервный и портативный генераторы имеют разные преимущества и недостатки.

Портативные автономные дизельные генераторы

Портативные генераторы обычно стоят дешевле, производят меньше энергии и, как правило, более шумные, чем их резервные дизельные аналоги. Большинство из них используют бензин в качестве источника топлива, но вы можете найти и такие, которые работают на дизельном топливе, сжиженном пропане или природном газе. В зависимости от размера генератора он может сжигать от 12 до 20 галлонов топлива в день.

Преимущество переносного генератора в том, что его можно относительно легко перемещать. Вы можете держать их в безопасности и вне поля зрения в хранилище, когда вы их не используете. Они потребуют, чтобы вы вручную подключили их к вашему дому или кемперу через переключатели.

Если вам необходимо использовать портативный генератор в ненастную погоду, вам необходимо накрыть его защитным покрытием.

Резервные генераторы

Наиболее заметная разница между переносным и резервным генератором заключается в том, что последний является стационарным.Профессионал навсегда установит их с защитой от атмосферных воздействий за пределами вашего дома, офиса или рабочего места.

Самым большим преимуществом резервного генератора является то, что он автоматически включается при отключении питания. Эти генераторы обеспечивают достаточную мощность, чтобы вы могли одновременно запитать все в вашем доме или на рабочем месте.

Резервные дизельные генераторы

более эффективны благодаря топливу, позволяющему им работать дольше. Варианты с природным газом и пропаном могут работать еще дольше.

Более высокий уровень мощности и эффективности, предлагаемый дизельными резервными генераторами, имеет высокую цену. За дополнительную плату вы получаете надежность, удобство и более производительный генератор. Другие изгибы дизельного резервного генератора включают:

  • Топливная эффективность
  • Надежность
  • Масштабируемая конструкция
  • Локальное и удаленное использование
  • Автоматический контроль загрузки
  • Прочная конструкция
  • Низкий уровень выбросов

Несмотря на отличные характеристики, большинство людей выбирают портативный генератор из-за его цены.Если вам нужно что-то более мощное и долговечное для вашего дома или бизнеса, лучшим выбором будет дизельный резервный генератор.

Использование резервного портативного генератора

Дополнительная мощность и надежность дизельного резервного генератора позволяют ему работать в самых разных ситуациях и при использовании. Несколько вариантов использования генератора включают:

  • Обеспечение резервного питания вашего дома
  • Сила для вашего бизнеса
  • Сельское хозяйство, фермерство и животноводство
  • Предложение электроэнергии в отдаленных районах
  • Предложение энергии для особых мероприятий, таких как свадьбы и концерты
  • Кемпинг
  • Горнодобывающая промышленность
  • Ярмарки и карнавалы
  • Праздничные дисплеи
  • Катание на лодках

Дизельные генераторы идеально подходят для любой ситуации, когда вам нужна электроэнергия, но вы не можете подключиться к обычной электросети.

Найдите резервные дизельные генераторы уже сегодня!

Вы ищете надежный источник питания для работы дома или на работе? Дизельный резервный генератор предлагает множество преимуществ, разработанных для удовлетворения практически любых потребностей с дополнительным удобством. Инвестирование в резервный дизельный генератор обеспечит бесперебойную работу вашего дома или офиса.

Есть вопросы или хотите узнать больше о генераторах, которые мы предлагаем? Свяжитесь с нами сегодня! Мы будем рады помочь вам со всеми вашими потребностями в генераторе.

Проектирование надежной гибридной (PV/дизельной) энергосистемы с накоплением энергии в батареях для удаленного жилого дома в Южной Нигерии. Гибридная система была разработана для решения проблемы изменения климата, обеспечения надежного бесперебойного снабжения и повышения общей эффективности системы (путем интеграции аккумуляторной батареи).Философия проектирования системы заключалась в максимальной простоте; следовательно, размер системы был рассчитан с использованием обычного инструмента моделирования и репрезентативных данных инсоляции. Система включает в себя фотоэлектрическую батарею мощностью 15 кВт, аккумуляторную батарею емкостью 21,6 кВтч (3600 Ач) и генератор мощностью 5,4 кВт (6,8 кВА). В документе представлен подробный анализ потоков энергии через систему и количественная оценка всех потерь, вызванных контроллером заряда фотоэлектрических модулей, циклами хранения аккумуляторной батареи, преобразованиями выпрямителя и инвертора. Кроме того, было проведено моделирование для сравнения фотоэлектрической системы/дизеля/батареи с дизельным топливом/батареей, и результаты показывают, что капитальные затраты гибридного фотоэлектрического/дизельного решения с батареями почти в три раза выше, чем у комбинации генератора и батареи, но чистая текущая стоимость, представляющая стоимость в течение всего срока службы системы, составляет менее половины стоимости комбинации генератора и батареи.

1. Введение

Энергия необходима для экономического и социального развития и повышает качество жизни. Это очень важно для развивающегося общества [1]. В Нигерии большинство жилых домов подключены к электросети. Тем не менее, все еще существует несколько «автономных» или удаленных мест, которые по финансовым и/или экологическим причинам, связанным с их удаленностью от существующей линии электропередач, не подключены к коммунальной сети. Большинство этих жилых домов получают электроэнергию от бензиновых или дизельных генераторов, которые могут быть шумными и иметь недостаток, заключающийся в увеличении выбросов парниковых газов, что оказывает негативное воздействие на окружающую среду.На фоне экологических проблем использования бензиновых и дизельных генераторов стоимость их эксплуатации довольно высока. Из-за высокой стоимости эксплуатации бензиновых/дизельных генераторов многие нигерийцы готовы перейти от использования этих традиционных генераторов к использованию технологий возобновляемых источников энергии.

Технологии использования возобновляемых источников энергии (например, солнечные фотоэлектрические системы) могут быть локализованы и децентрализованы, в отличие от национальной электросети. Это позволяет конечным пользователям производить собственную электроэнергию, где бы они ни находились.Кроме того, эти технологии не требуют эксплуатационных расходов, в отличие от традиционных бензиновых/дизельных генераторов.

Установка системы солнечной энергии для замены или компенсации части производства электроэнергии на дизельном топливе является вариантом, который можно рассмотреть для удаленных жилых домов. Полная замена дизельной генерации солнечной энергией обычно невозможна из-за низкого поступления солнечной энергии в сезон дождей. Тем не менее, комбинированная солнечная/дизельная система, известная как гибридная система, может оказаться очень надежной и рентабельной при правильных условиях (например, при оптимальном размере).Гибридные энергетические приложения вызывают все больший интерес, и хорошо управляемая гибридная солнечно-дизельная система может обеспечить экономию топлива на протяжении всего срока службы, обеспечивая при этом надежное электроснабжение. Поскольку дизельное топливо сокращается, такие системы снижают выбросы CO 2 , а также вредных для здоровья твердых частиц. Они являются экономичным вариантом в районах, изолированных от сети.

В этом документе описывается способ разработки аспектов гибридной энергосистемы, фотоэлектрического (PV) генератора с накопителем энергии для бытового использования.Решение о выборе гибридной системы фотоэлектрического генератора, а не чистой фотоэлектрической системы для рассматриваемого местоположения, согласуется с ее солнечным излучением. Эта система заменит существующий электрический генератор с дизельным двигателем, и ее размеры соответствуют известным потребностям жилого дома в освещении и розетках, охлаждении, приготовлении пищи и отоплении. Резиденция расположена примерно в километре от инженерной сети, и это место характеризуется годовым глобальным облучением около 2150 кВтч/м 2 . Кроме того, это исследование должно произвести подробный экспериментальный учет потоков энергии через гибридную систему и количественно определить все потери в системе.Кроме того, разработанная гибридная система будет сравниваться с дизельно-аккумуляторной системой с точки зрения затрат и воздействия на окружающую среду.

(1) Описание жилого дома . Резиденция представляет собой двухуровневое здание и имеет шесть комнат, кухню и гостиную на первом этаже, а также три хозяйские комнаты, библиотеку и небольшую гостиную наверху. Здание оснащено электропотребителями, такими как стиральная машина, электрическая плита, электрический утюг, DVD, стереокассета, телевизор, декодер/кабель, водяная насосная машина, вентиляторы, электрические лампочки, водяная баня, морозильник и микроволновая печь.В каждом номере есть вентилятор, электрическая лампочка и телевизор. В гостиной на верхнем этаже работает кондиционер, а в гостиной на первом этаже — четыре вентилятора. Резиденция не подключена к сети и в настоящее время использует дизельную генерирующую систему для удовлетворения своих потребностей в энергии.

В этом исследовании оценка нагрузки и схема использования электроэнергии в доме проводились на основе данных, предоставленных жильцом дома, и посещения объекта для оценки характеристик энергосистемы, требований к электроснабжению и энергосистемы. управление и эксплуатация.Ежедневная потребность в электроэнергии для жилого дома сведена в таблицы 1 и 2 и показана на рисунке 1. Эти таблицы показывают оценку номинальной мощности каждого прибора, его количества и часов использования жилым домом за один день. Разная нагрузка предназначена для неизвестных нагрузок в доме.

03



4 9040

4

4 9040 9040 055 90 405 AC 92: 00 H) 9040 1 H (15:00 H-16: 00 H)
115


Описание товара Умение сокращение Рейтинг мощности (WATTS) RTY Общая нагрузка (ВАТ) Ежедневные часы фактического утилизации (HR.За день)
1 1 130 24 H (00:00 H-24: 00 H)
Машина PM
1000 1 1000 1 H (13:00 H-14: 00 H)
Стиральная машина WM 280 1 280 1 ч (09:00 H-10: 00 H)
Electric Stave ES 1000 1 1 5 10009 2 H (17:00 H-19: 00 H)
Микроволновая печь MO 5 MO 1000 1000 1 1000 2 H (06:00 H-07: 00 H; 11:00 H-12: 00 H)
Электрический прессованный утюг PI 1000 1 1000 1 ч (12:00–13:00 ч)
Кондиционер 1170 1170 1 1170 9 H (08:00 H-17: 00 H)
Rf 500405 Rf 500 1 500 9 H (08: 00 ч–17:00 ч)
Водяная баня ВБ 1000 1 1000 2 04ч (03;0405ч) 18:00 H-19: 00 h)
потолочный вентилятор CF 100 14 1400 14 H (08:00 H-22: 00 H)
Энергоэффективное освещение EL 6 5 6 23 138 , 138 8 H (04:00 H-08: 00 H; 18:00 H-22: 00 H)
Освещение на открытом воздухе (Безопасность) Lo 9 4 5 4 36 13 H (18:00 H-07: 00 H)
21 » TV с декодером 21 » TV-D 150 1 150 9 H (08:00 H-17: 00 H)
21 » телевизор 21 » TV 100 1 100 11 H (18:00 H-05 : 00 h)
14 » Телевизор 14 » TV 80 8 640 640 22 H (06:00 H-17: 00 H; 18:00 H-05: 00 h)
Музыкальная система Sony 904 10 SM 100 5 100 1 100 1 1 H (04:00 H-05: 00 H)
D-R D-R 50 1 50 22 H ( 06:00–17:00; 18:00 H-05: 00 h)
DVD-плеер D-P 50 1 50 2 H (19:00 H-21: 00 H)
Компьютерный принтер CP 100 1 100
PC PC 115 1 9 H (08 : 00 h-17: 00 h)
Компьютерный ноутбук CL 35 1 35 9 H (08:00 H-17: 00 H)
Разное M 100 1 100 1 1 100 24 H (00:00 H-24: 00 H)

AC RF WB
9040 9040 9 940 9 1,00-200 9040 9 9 9040 9 9040 9 9 640 9040 10 9 90,400-5.00 9 9 9 9040 9040 9040 9040 904.00-7.00 9040 9040 9040 9040 9040 640 9040 0410 0410 9040 640 9040 9040 900 9040 9040 9040 9.00-1040 280 9040 10 9040 10 10 9040 9040 9040 900 9040 9040 9040 50 9040 115 9040 9040 500 1400 9040 10 0405 12.00-13.00 9040 9040 10 9040 9040 9040 9040 9040 9040 9040 9040 150 9040 0410 9040 9040 9040 900 9040 9040 115 9040 10 9040 900
9040 0410 9040 500 9040 900 9040 9 9040 115 9040 10
05 10 9040 9040 9040 9040 10 9 9 0 10 10

1

10 9040 9 9040 9040 10 10 9 640 50 9040 9040 9040 9040 900 10 9040 10 9 9 9040 1056 9040 130 9040 9040 9040 9040 9 9 9040 9040 9
9040 9040 9 9

Time Сокращения устройств приведены в Таблице 1 Всего (Вт/ч)
DF 9041 0 PM WM ES MO PI WB CF EL Lo 21 » TV-D 21 » TV 14 TV SM D-R D-P CP CP PC CL M

0.00-1.00 130 100 100 1056
130 100 640 50 100 1056
2 90.00-3.00 100 1056
130 100 640 50 100 2056 50 100 1294
500410 100 404 100 2094 2094
50 100 1058
8 90.00-9.00 150 640 115 35 100 4290
1400 150 640 940 50
5 115 35 100 5 4570
10.00-11.00 130 35 5 35 4290 4290
1170 150 640 50410 115 5 39 100 5 5290
130 5
640410 50 115 35 5 100 5290
130410 1170 500 1400 640 50 115 35 100 5290
4.00-15.00 130 35 5 100 4290
130 150 640 50 100 115 5 115 5 35 100 4390
16.00-17.00 130 150 50 35 5 100 4290
5 130 100 2630
18.00-19.00 130
138 100 640 50
4594
130 1400 138 36 640 940 50 50 100 2644
20.00-21.00
100 50 100 2644
138
100 640 5 100 2594
22.00-23.00 100 1056
100 640 50
3120 2000 2000 1000 4500 4500 4500 2000 19600 1104 468 1350 1100 140410 100 1035 315 2400 69282


(2) Обзор области исследования .Это исследование посвящено проектированию гибридной энергосистемы с накоплением энергии в батареях для жилого дома. Жилой дом, в котором проводилось исследование, расположен в отдаленном районе Ндиагу-Акпуго. Оголого-Эджи Ндиагу-Акпуго находится в LGA Нкану-Запад штата Энугу на юго-востоке Нигерии на 6 ° 35 ′ северной широты и 7 ° 51 ′ восточной долготы. Данные о солнечном ресурсе (использованные при создании рисунка 2) были получены с веб-сайта Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) по приземной метеорологии и солнечной энергии [2].После масштабирования по этим данным для площадки был получен масштабированный среднегодовой ресурс 4,7 кВтч/м 2 /сут. Как видно на рисунке 2, месяцы ниже 4,5 кВтч/м 2 /день — это месяцы июнь, июль, август и сентябрь, которые являются месяцами сезона дождей в Нигерии, и, вероятно, будет больше облачных дней. в эти месяцы.


2. Энергетические модели

Энергетическая модель зависит главным образом от экономической целесообразности и надлежащего размера компонентов во избежание простоев, а также для обеспечения качества и надежности снабжения.Система энергетического проектирования рассматривает ее размеры и процесс выбора лучших компонентов для обеспечения дешевого, эффективного, надежного, экологически чистого и экономичного источника питания [3]. В технико-экономическом анализе рассматриваются как экологические затраты, так и самая дешевая стоимость энергии, производимой компонентами системы. Проектирование гибридной системы потребует правильного выбора компонентов и размеров с соответствующей стратегией эксплуатации [4, 5].

В энергетических системах размеры отдельных систем могут быть выполнены различными способами в зависимости от выбора интересующих параметров.Энергетические модели используются в качестве вспомогательного инструмента для разработки энергетических стратегий, а также для определения вероятной будущей структуры системы в конкретных условиях. Это помогает получить представление о технологических путях, структурной эволюции и политике, которой следует следовать [3]. Было проведено множество исследований производительности гибридных энергетических систем, и экспериментальные результаты были опубликованы во многих статьях [6–13]. Выходной мощности гибридной системы может быть достаточно для нужд дома, расположенного в регионах, где расширение уже имеющейся электросети было бы финансово нецелесообразным [9].Поэтому требуется метод определения размеров гибридных фотоэлектрических систем с точки зрения надежности для удовлетворения требований нагрузки, экономичности компонентов и глубины разряда, используемой батареями.

Было разработано несколько моделей, имитирующих и определяющих размеры фотоэлектрических систем с использованием различных стратегий работы. Оценка производительности фотоэлектрических систем на основе метода вероятности потери нагрузки (LLP) разработана в [14–17]. Эти аналитические методы просты в применении, но не являются общими. С другой стороны, численные методы, представленные в [18–24], представляют собой хорошее решение, но для этого требуется запись данных о солнечном излучении за длительный период.Другие методы оценивают избыток энергии, вырабатываемой фотоэлектрическими генераторами, и емкость аккумуляторов с использованием метода полезности [25].

Традиционная методология (эмпирическая, аналитическая и численная) для определения размеров фотоэлектрических систем использовалась для места, где необходимы данные о погоде (облучение, температура, влажность, индекс прозрачности и т. д.) и информация о месте, где мы хотим для реализации фотоэлектрической системы доступны. В этом случае эти методы представляют собой хорошее решение для определения размеров фотоэлектрических систем.Однако эти методы нельзя использовать для определения размеров фотоэлектрических систем в отдаленных районах в случае отсутствия необходимых данных. Кроме того, для работы большинства из вышеперечисленных методов необходимы долгосрочные метеорологические данные, такие как суммарная солнечная радиация и температура воздуха. Таким образом, при отсутствии соответствующих метеорологических данных эти методы не могут быть использованы, особенно в изолированных районах. В этом контексте была разработана модель, и методология направлена ​​на поиск конфигурации среди набора компонентов системы, которая отвечает желаемым требованиям надежности системы, с наименьшим значением приведенной стоимости энергии (LCE).Эту методологию можно использовать для определения оптимального количества конфигураций солнечных панелей и батарей (емкости батарей, необходимой для удовлетворения заданного потребления). Поскольку исследование в этой статье основано на подробном изучении анализа потоков энергии, анализ выявляет потери энергии (контроллер заряда, выпрямитель, аккумулятор и инвертор) в системе и потребность в хранении. Кроме того, разработанная модель использовалась для выбора оптимальных размерных параметров фотоэлектрической системы, полученные результаты были сравнены и протестированы с помощью программного обеспечения HOMER.

2.1. Разработка модели компонентов энергетической системы

Моделирование является важным шагом перед любым этапом определения размера компонентов. В предыдущих исследованиях были разработаны различные методы моделирования для моделирования компонентов гибридной фотоэлектрической/дизельной системы. Для гибридной фотоэлектрической/дизельной системы с аккумуляторной батареей включены три основные подсистемы: фотоэлектрический генератор, дизельный генератор и аккумуляторная батарея. Методология моделирования компонентов гибридной фотоэлектрической/дизельной системы описана ниже.Теоретические аспекты приведены ниже (разделы 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3, 2.1.4 и 2.1.5) и основаны на работах Ани [3], Гупта и др. [26] и Ашок [27].

2.1.1. Моделирование солнечного фотоэлектрического генератора

Используя доступное солнечное излучение, можно рассчитать часовую выработку энергии фотоэлектрического генератора в соответствии со следующим уравнением [3, 27–29]:

2.1.2. Моделирование дизель-генератора

Часовая энергия, вырабатываемая дизель-генератором номинальной мощности, определяется следующим выражением [3, 27, 28]:

2.1.3. Моделирование преобразователя

В предложенной схеме преобразователь содержит как выпрямитель, так и инвертор. Подсистемы генератора фотоэлектрической энергии и батареи подключены к шине постоянного тока, а подсистема дизельного генератора подключена к шине переменного тока. Электрические нагрузки, подключенные по этой схеме, являются нагрузками переменного тока.

Выпрямитель используется для преобразования избыточной мощности переменного тока от дизельного электрогенератора для зарядки аккумулятора. Дизель-электрогенератор будет питать нагрузку и одновременно заряжать аккумулятор.Модель выпрямителя указана ниже: В любое время модель инвертора для фотогальванического генератора и аккумуляторной батареи указана ниже:

2.1.4. Моделирование контроллера заряда

Чтобы предотвратить перезаряд батареи, используется контроллер заряда, который определяет, когда батареи полностью заряжены, и останавливает или уменьшает количество энергии, поступающей от источника энергии к батареям. Модель контроллера заряда представлена ​​ниже:

2.1.5. Моделирование банка аккумуляторов

Состояние заряда аккумулятора (SOC) представляет собой совокупную сумму ежедневных переносов заряда/разряда.Аккумулятор служит источником энергии при разрядке и нагрузкой при зарядке. В любой момент времени состояние батареи связано с предыдущим состоянием заряда и с состоянием производства и потребления энергии системой в течение времени от до .

Во время процесса зарядки, когда общая мощность всех генераторов превышает потребность в нагрузке, доступная емкость банка батарей в момент времени может быть описана как [3, 29, 30] С другой стороны, когда потребность в нагрузке больше чем доступная выработанная энергия, банк батарей находится в разряженном состоянии.Следовательно, доступная емкость банка батарей в момент времени , может быть выражена как [3, 29] Пусть отношение минимально допустимого предела напряжения SOC к максимальному напряжению SOC на клеммах батареи, когда она полностью заряжена. Итак, глубина разряда (DOD) — это мера того, сколько энергии было изъято из накопителя, выраженное в процентах от полной емкости. Максимальное значение SOC равно 1, а минимальное SOC определяется максимальной глубиной разряда (DOD):

2.2.Математическая стоимостная модель (экономические и экологические затраты) энергетических систем

В данной работе разработана математическая модель системы, которая могла бы представлять собой интеграл (общую сумму) минимальных экономических и экологических (здоровье и безопасность) затрат рассматриваемых вариантов.

2.2.1. Годовая стоимость компонента

Годовая стоимость компонента включает годовую капитальную стоимость, годовую стоимость замены, годовую стоимость эксплуатации и обслуживания, стоимость выбросов и годовую стоимость топлива (генератор).Стоимость операции рассчитывается ежечасно ежедневно [3, 27, 29, 31].

2.2.2. Годовые капитальные затраты

Годовые капитальные затраты компонента системы равны сумме первоначальных капитальных затрат, умноженной на коэффициент возмещения капитала. Стоимость капитала в годовом исчислении рассчитывается по [3, 27, 29, 31]

2.2.3. Стоимость замещения в годовом исчислении

Стоимость замещения в годовом исчислении компонента системы представляет собой годовую стоимость всех затрат на замещение, возникающих в течение срока службы проекта, за вычетом ликвидационной стоимости в конце срока службы проекта.Стоимость замещения в годовом исчислении рассчитывается с использованием [3, 27, 29, 31], коэффициент, возникающий из-за того, что срок службы компонента может отличаться от срока службы проекта, определяется как продолжительность стоимости замещения, определяется коэффициентом фонда амортизации, который равен соотношение, используемое для расчета будущей стоимости ряда равных годовых денежных потоков, определяется как Спасательная стоимость компонента в конце срока службы проекта пропорциональна его оставшемуся сроку службы. Таким образом, ликвидационная стоимость определяется как оставшийся срок службы компонента в конце срока службы проекта и определяется как

2.2.4. Операционные расходы в годовом исчислении

Операционные расходы представляют собой годовую стоимость всех затрат и доходов, кроме первоначальных капитальных затрат, и рассчитываются по [3, 27, 29, 31]

2.2.5. Стоимость выбросов

Следующее уравнение используется для расчета стоимости выбросов [3, 27, 29, 31]: Общая стоимость компонента = экономические затраты + экологические затраты, где экономические затраты = капитальные затраты + стоимость замещения + эксплуатация и стоимость обслуживания + стоимость топлива (генератор). Также экологические затраты = затраты на выбросы.

Годовая стоимость компонента рассчитывается с использованием [3, 27, 29, 31]

Годовая общая стоимость компонента рассчитывается с использованием [29, 31] Из (21) модели экономических и экологических затрат через годовую общую стоимость различных конфигураций энергосистемы приводит к гибридизации генератора возобновляемой энергии (PV) с существующей энергией (дизелем) приведен ниже.

Экономическая и экологическая модель затрат на эксплуатацию солнечной батареи + дизельного генератора + батареи + преобразователя рассчитывается как

2.3. Описание компьютерного моделирования

Компьютерная программа была разработана и использована для построения модели гибридной (PV/дизельной) системы. Входными данными для программы являются данные о почасовой нагрузке, широта и долгота места, а также стоимость эталонного компонента. Разработанное программное обеспечение определяет в качестве выходных данных размер компонентов системы (размерные параметры) и производительность системы в течение года (см. дополнительные данные в дополнительных материалах, доступных онлайн по адресу http://dx.doi.org/10.1155/2016/6278138) с указанием мощности, отпущенной каждой из энергосистем за год, с учетом условий нагрузки и с учетом технических факторов. Разработанное программное обеспечение можно использовать для изучения того, как подается гибридная (солнечная/дизельная) система.

2.4. Валидация модели

Были проведены результаты разработанного программного обеспечения, а затем данные HOMER для подтверждения анализа. Сравнение показывает близкое соответствие между результатами, полученными от разработанного программного модуля, и результатами, полученными от установки HOMER.Кроме того, перед использованием измеренных данных, полученных из наборов данных НАСА, при моделировании отдельных компонентов гибридной фотоэлектрической/дизельной системы была установлена ​​точность разработанной программы; смоделированные данные, предсказанные программой, попадают в пределы измеренных данных. Алгоритм, используемый разработанной программой для синтеза солнечных данных, основан на работе Грэма и Холландса [32]. Демонстрируется реалистичный характер синтетических данных, созданных с помощью этого алгоритма, и тест показывает, что синтетические солнечные данные (симулированные) дают практически те же результаты моделирования, что и реальные данные (измеренные), как показано на рисунке 3.


3. Описание системы

Разработанная система, рассматриваемая в данном документе, представляет собой гибридную систему, состоящую из системы возобновляемой (фотоэлектрической) энергии, интегрированной в обычную (дизельную) систему производства электроэнергии, накопления энергии в аккумуляторе, постоянного тока/ Преобразователь переменного тока (инвертор для преобразования генерируемой мощности постоянного тока в требуемую мощность переменного тока) и преобразователь переменного тока в постоянный (выпрямитель для преобразования генерируемой мощности переменного тока для зарядки аккумулятора), как показано на рисунке 4.Используемый инвертор является двунаправленным, также известным как преобразователь мощности, который поддерживает поток энергии между компонентами переменного и постоянного тока, поскольку поток идет в двух разных направлениях (от переменного тока к постоянному и от постоянного тока к переменному).


Поток от солнечной батареи проходит через контроллер заряда для зарядки аккумулятора и одновременно подачи электроэнергии в нагрузку через инвертор. Фактическую мощность переменного тока, полученную после преобразования солнечной батареи, можно увидеть в таблице 3. Контроллер заряда контролирует и управляет зарядкой и разрядкой батареи, чтобы не допустить ее повреждения (из-за перезарядки или чрезмерной разрядки).


4 9040 9040.987 96.885 9040 г. г. 0.875 9040.875

40410 Всего 9040 31505.984 +22017,768 6371.469 1,998 3114,749 3704,875 3149,880 554,995 5816,474 -4953,761 10 3 2210410770

месяц Гибрид PV / Diesel Electricitial Electricitiate Аккумулятор Аккумулятор Инвертор Everterter AC Load
Электричество сгенерирована и поставляется, зарядка аккумулятора и избыток электричества гибридной системой (кВт) Энергия, полученная выпрямителем для зарядки аккумулятора (кВт) Энергия, полученная аккумулятором и переданная в нагрузку переменного тока через инвертор (кВт) Энергия, полученная инвертором и подведенная к AC Load (кВт) AC нагрузка (кВт)
Электричество, поставляемое на нагрузку Зарядка батареи Убытки Избыток электроэнергии Энергия в Энергия Убытки Заряд Разряд Потери Энергия на входе Энергия на выходе 904 10 Потери

Январь 2715.399 1862.277 538,799 0,159 314,164 299,517 254,646 44,871 493,928 66,413 1415,143 1273,589 141,554 2148,238
Февраль 2527,428 1695.987 489.700 0.154 341.587 289.982 246.547 43.435 446.265 66.712 1351.523 1216.327 135,196 1940,344
Март 2802,411 1887,039 533,918 0,154 381,300 301,472 256,311 45,161 488,757 76.885 1506.288 1355.615 150.673 2148.238
апрель 2629.097 1827.413 509,332 0,146 292,206 289,705 246,309 43,396 465,936 70,235 1441,311 1297,137 144,174 2078,940
Май 2631,846 1876.123 976.123 535.826 0.179 219.718 314.10410 314.101 267.048 47.053 488.773 69.735 1468.844 1321.921 146,923 2148,238
Июнь 2522,854 1804,867 528,865 0,177 188,945 313,288 266,355 46,933 481,932 73.273 1345.553 1210.967 13467 2078.940
июль 2544.529 1860.281 541,031 0,167 143,050 314,666 267,531 47,135 493,896 73,320 1325,833 1193,214 132,619 2148,238
Август 2565,565 1849.784 551.749 0.164 163.868 163868 324.882 276211 48.671 503.078 77.489 1270.987 1143.852 127,135 2148,238
Сентябрь 2568,195 1799,896 529,854 0,171 238,274 312,814 265,950 46,864 482,990 73,760 1301.553 1171.367 130.186 2078.940
Октябрь 2681.092 +1873,098 541,203 0,184 266,607 324,375 275,785 48,590 492,613 70,059 1473,828 1326,414 147,414 2148,238
ноябрь 2649,461 1812.321 1812.321 529.743 0.158 307.239 305.717 259.919 45.798 483.945 73.957 1433.337 1289.968 143,369 2078,940
Декабрь 2668,107 1868,682 541,449 0,185 257,791 314,356 267,268 47,088 494,361
1438.938 1295.008 143.930 2148.238


862.713 16773.138 15095.379 1677.759

С точки зрения электроснабжения и заряда аккумуляторной батареи фотоэлектрическая батарея подает электроэнергию на нагрузку переменного тока через инвертор и напрямую заряжает батарею, в то время как дизельный генератор подает электроэнергию на нагрузку переменного тока. напрямую и заряжает батарею через выпрямитель, как показано в таблице 4. Кроме того, батарея подает электроэнергию на нагрузку переменного тока через инвертор, как показано в этой таблице.
03
10377



месяц Электричество сгенерировано и поставляется и заряжается зарядом аккумулятора по PV в гибридной системе (кВт) . KW)
Электричество сформировано , поставляемых на нагрузку через инвертор Зарядка аккумулятора напрямую Зарядка сформированного электричества Зарядка аккумулятора через выпрямитель

1538.295 987.628 239,282 1177,104 874,649 299,517
Февраль 1510,492 971,970 199,718 1016,936 724,017 289.982
Март 1705,644 1094,416 232,446 1096,767 792,623 301,472
Апрель 1594,395610 219.627 1074.702 781,803 289,705
Май 1488,347 1049,806 221,725 1143,499 826.317 314.101
Июнь 1333,962 936,894 215,577 1188,892 867,973 313,288
Июль 1271,351 904,107 905,250365 1273.178 955,024 314,666
Август 1230,539 845,398 226,867 1335,026 1004,386 324,882
Сентябрь 1343,075 892,323 217,040 1225,120 907,573 312,814
Октябрь 1534,355 1051,274 1194,828737 821.824 324,375
ноябрь 1552,498 1023,349 224,026 1096,963 788.972 305.717
Декабрь 1499,299 1015,452 227,093 1168,808 853,230 314,356

Итого 17562,252 1810410
2666,594 13943.732 10198.391 3704.875

Другой поток приходит от дизель-генератора, когда PV и аккумулятор больше не мог служить Загрузка; генератор подает электроэнергию напрямую для обслуживания нагрузки и в то же время заряжает аккумулятор через выпрямитель. Ожидается, что спроектированная гибридная система будет работать именно так.

Проект системы должен был соответствовать типу жилых систем, которые, вероятно, будут установлены в обозримом будущем. Следовательно, размер системы был рассчитан с использованием обычного инструмента моделирования и репрезентативных данных инсоляции.

3.1. Стоимость основных компонентов (включая установку и работу) и процентная ставка по капитальным вложениям
3.1.1. Стоимость фотоэлектрической системы (2 доллара США за Вт)

Стоимость фотоэлектрических панелей на нигерийском рынке оценивается в 0,600 долларов США за Вт на основе цен, указанных нигерийскими поставщиками (на основе стоимости модуля 1210 × 808 × 35). мм, генерирующий 130 Вт пиковой мощности (Wp DC) в контролируемых условиях) [34].Эта сумма была скорректирована в сторону повышения до 2 долларов США за Вт, чтобы учесть другие необходимые вспомогательные компоненты, также известные как компоненты баланса системы (BOS), такие как кабели, контроллер заряда с отслеживанием точки максимальной мощности, защита от молнии и доставка/работа. и затраты на установку.

3.1.2. Стоимость преобразователя (0,320 долл. США/Wp)

Стоимость преобразователя, исходя из цен, указанных нигерийскими поставщиками, составила 0,320 долл. США/Wp [35].

3.1.3. Стоимость батареи (180 долларов США/кВтч)

Стоимость свинцово-кислотной батареи 6 В/225 Ач на рынке Нигерии находится в диапазоне 172 долларов США [35].Включая баланс компонентов системы (BOS) и затраты на оплату труда/установку, капитальные затраты на массивы батарей были скорректированы в сторону увеличения до 180 долларов США/кВтч. Затем путем моделирования определяется точное количество батарей, необходимых для каждого варианта.

3.1.4. Стоимость генератора (1000 долл. США/кВт)

Капитальные затраты на генераторную установку включают в себя сам генератор (обычно дизельный или бензиновый), а также затраты на BOS и затраты на оплату труда/установку. На местном рынке Нигерии генератор меньшего диапазона (2–5 кВА) стоил около 991 долл. США [36].Включая BOS и затраты на рабочую силу/установку, общая стоимость оценивается примерно в 1000 долларов США за киловатт нагрузки.

3.1.5. Стоимость топлива (1,2 долл. США/л)

Источником для этой оценки был официальный рыночный курс Нигерии по состоянию на октябрь 2015 года.

3.1.6. Процентная ставка: 7,5%

Процентные ставки сильно различаются и могут быть особенно высокими в развивающихся странах, что оказывает сильное влияние на оценку затрат и результатов. Процентные ставки по кредитам нигерийских коммерческих банков могут составлять от 6% до 7.5%. Для этого тематического исследования была выбрана оценка 7,5%.

4. Потери энергии в автономных гибридных фотоэлектрических/дизельных системах

Автономные гибридные фотоэлектрические/дизельные системы спроектированы так, чтобы быть полностью самодостаточными при выработке, хранении и подаче электроэнергии на электрические нагрузки в отдаленных районах. На рис. 5 показана диаграмма потока энергии для типичной гибридной фотоэлектрической/дизельной системы. Следующее уравнение (23) показывает энергетический баланс фотоэлектрической/дизельной гибридной системы: Энергия, которая должна подаваться от генератора, может быть определена как Энергия, которая должна подаваться от фотогальванической установки, может быть определена как Цель данного исследования ( эффективный энергетический баланс) заключается в минимизации энергии, которая должна поставляться от вспомогательного источника энергии (дизельного генератора) за счет добавления фотоэлектрических панелей.Кроме того, двигатель-генератор должен работать на мощности, близкой к номинальной, для достижения высокой эффективности использования топлива за счет включения аккумуляторной батареи. Как показано в (24) и (25), потери энергии перетекают в спрос и предложение энергии в системе; поэтому необходимо выявить потери энергии в системе. Классификация всех соответствующих потерь энергии в автономной гибридной фотоэлектрической системе дается как потери захвата и системные потери [37]. Потери на захват составляют часть энергии падающего излучения, которая остается неуловленной и поэтому теряется в глобальном энергетическом балансе.Захват или потери на излучение объясняют тот факт, что только часть входящего излучения используется для преобразования энергии. Системные потери определяют систематические потери энергии, обусловленные физическими свойствами компонентов системы или всей установки. Потери при преобразовании энергии составляют важный вклад в эту категорию [38].


Системные потери охватывают все потери энергии, возникающие при преобразовании генерируемой энергии в полезную электроэнергию переменного тока. В этом исследовании учитывались только потери преобразования энергии, чтобы оценить потенциал разработанной гибридной системы.Потери показаны на рисунке 5.

5. Результаты и обсуждение

Проект представляет собой интересный пример того, как оптимальное сочетание фотоэлектрической и дизельной генерации с соответствующим хранением энергии дало многочисленные преимущества: переход к возобновляемым источникам энергии, надежное снабжение потребности домохозяйств в энергии и снижение общей стоимости энергии.

5.1. Результаты
5.1.1. Разработанная гибридная система

Чтобы решить проблему климатических изменений, обеспечить надежное бесперебойное снабжение и повысить общую эффективность системы, была разработана гибридная система (которая включала в себя фотоэлектрическую систему, дизельную систему питания и аккумуляторную батарею в качестве резервной). источники) имеет важное значение, как показано на рисунке 4.Причины включения аккумуляторной батареи в эту конструкцию связаны с колебаниями солнечного излучения, а также с тем, чтобы генератор работал с оптимальной эффективностью, поскольку продолжительная работа генератора при более низких нагрузках или резких изменениях нагрузки приводит к неэффективной работе двигателя и одним из вариантов управления нагрузкой является интеграция блока батарей (который становится нагрузкой при зарядке для повышения эффективности генератора) для повышения общей эффективности системы. Принимая во внимание различные типы и мощности системных устройств (солнечная батарея, дизель-генератор и размер батареи), конфигурации, которые могут обеспечить желаемую надежность системы, получаются путем изменения типа и размера систем устройств.Конфигурация с наименьшим LCE дает оптимальный выбор. Таким образом, оптимальный размер гибридной системы (система PV-дизель-генератор-батарея) с точки зрения надежности, экономичности и экологичности показан в таблицах 3, 5 и 6 соответственно. Это было определено с помощью строгих математических вычислений.

1

4

4 9040 9040
0






4 PV Емкость (кВт) Генератор Емкость (кВт) Количество батарей (6 В / 225 ах) преобразователь (кВт) Начальный капитал (США) Годовое использование генератора (часы) Годовое количество дизельного топлива (л) Общая чистая приведенная стоимость (США) за 20 лет Стоимость энергии (США/кВтч) Возобновляемая фракция

Фотоэлектрическая батарея + генератор + аккумулятор 15 5.4 16 5.5 5.5 41 048 5 011 5 716 192 231 0.59 0.59
5.4 30 5.5 14 450 5,298 9,183 210146 0.815 0.00
9040 CO 9040 CO 5,011



Конфигурация Выброс загрязняющих веществ (KG / YR) Расход топлива (L / Yr) Оперативный час дизельного генератора (HR / YR)
SO 2


PV + генератор + аккумулятор 15,052 37.2 4.12 4.12 2,8 30.2 332 5 716
24,183 59,7 59.7 661 45 48.6 5 533 5 298

Примечание: ТЧ относится к общему количеству твердых частиц. UHC относится к несгоревшим углеводородам.

Согласно результатам проектирования, электропитание фотоэлектрических модулей осуществляется с 8:00 до 19:00, а пик излучения приходится на период с 12:00 до 14:00, как видно из дополнительных данных.Между 12:00 и 14:00 в системе нет дефицита, а фотоэлектрическая энергия питает нагрузку и заряжает аккумулятор, тем самым сокращая время работы дизель-генератора и эксплуатационные расходы гибридной энергетической системы, а также выбросы загрязняющих веществ. В другие оставшиеся часы, вероятно, будет дефицит из-за плохой радиации, и дефицит восполняется либо батареей, либо дизельным генератором. Результат спроса, удовлетворяемого гибридной энергетической системой (PV/дизель) в течение года, показан в дополнительных данных; он показывает, как источники были распределены в соответствии с нагрузкой и доступностью.Было замечено, что разница заключается не только в спросе, но и в наличии солнечных ресурсов. Аккумулятор или дизель-генератор компенсируют недостаток в зависимости от режима решения.

5.1.2. Результаты от HOMER

Результаты разработанного программного обеспечения сравнивались с методом оптимизации HOMER, и те же входные данные, которые использовались в расчетах разработанным программным обеспечением, использовались HOMER, который дал такие же результаты с разработанным программным обеспечением, как показано на рисунке 6 (рисунок 6). по сравнению с таблицей 5).Таким образом, результаты программного обеспечения можно использовать в качестве сравнения и точки отсчета.


5.2. Обсуждение
5.2.1. Общее производство и использование энергии

Согласно проекту, солнечная энергия не заменит потребность в дизельном генераторе для этого удаленного жилого дома, но может компенсировать часть используемого дизельного топлива. Несмотря на то, что бытовые нагрузки обеспечивают наилучшее соответствие выходной мощности фотоэлектрических систем (поскольку эти нагрузки обычно достигают пика в дневное и дневное время), по-прежнему требуется резервный дизельный генератор (в сезон дождей и пасмурные дни).

В солнечных ресурсах, кроме февраля, имеющего 28 дней, март имеет самые высокие глобальные и падающие солнечные лучи (207,568 кВтч/м 2 ; 213,213 кВтч/м 2 ), а месяц Из августа наименее глобальный и инцидент Solar (159.232 кВтч / м 2 ; 153,817 кВтч / м 2 ) Как показано в таблице 7

KWH / m 2 ) 9044 2 )
Апрель


месяц
Зависит от падающей солнечной энергии (кВтч / м 2 ) мощность, генерируемая с 15 кВт PV Array (кВт)

января 173.783 192.285 1538.295
Февраль 176,292 188,814 1510,492
Март 207,568 213,213 1705,644
198,460 194,312 1554,395
Май 197,020 186,037 1488,347
Июнь 178,4105 908,9182
744 1333.962
Июль 168,215 158,916 1271,351
Август 159,232 153,817 1230,539
Сентябрь 166,994 167,880 1343,075
Октябрь 182,472 191,792 1534,355
Ноябрь 175,089 194,0504498
Декабрь 165,744 187,409 1499,299

Итого 2149,851 2195,273 17562,252

В конфигурации гибридной системы размер был сделан в пользу фотоэлектрической системы (чтобы решить проблему климатических изменений), и для того, чтобы удовлетворить потребность в нагрузке на все месяцы, избыточная электроэнергия вырабатывалась фотоэлектрической системой. система.Генерируемая избыточная электроэнергия меняется от месяца к месяцу и зависит от падающей солнечной энергии. Самый высокий избыток электроэнергии наблюдается в марте (381,30 кВт), а наименьший – в июле (143,05 кВт) и августе (163,868 кВт), двух месяцах, наиболее подверженных сезону дождей.

В марте фотоэлектрическая станция произвела наибольшее количество электроэнергии (1705,644 кВт) и подала на нагрузку через инвертор наибольшее количество электроэнергии (1094,416 кВт). Это произошло потому, что в марте месяце самый высокий глобальный и падающий солнечный свет (207.568 кВтч/м 2 ; 213,213 кВтч/м 2 ), в то время как в августе фотоэлектрические станции произвели наименьшее количество электроэнергии (1230,539 кВт) и отдали в нагрузку через инвертор наименьшее количество электроэнергии (845,398 кВт), что было связано с наименьшим глобальным и падающим солнечным (159,232 кВтч/м 2 ; 153,817 кВтч/м 2 ). В этом месяце августе, чтобы обеспечить надежное бесперебойное снабжение, дизельное топливо из-за низкого количества электроэнергии, вырабатываемой фотоэлектрическими панелями (вызванной низким уровнем солнечного излучения), подает на нагрузку наибольшее количество электроэнергии (1004.386 кВт) и заряжает аккумулятор через выпрямитель (для повышения общей эффективности системы). В августе зарядка аккумуляторов (503,078 кВт) и разрядка (−425,589 кВт) являются самыми высокими из-за низкого напряжения, поступающего от фотоэлектрических модулей. Генератор часто включается, чтобы обслуживать нагрузку переменного тока и в то же время заряжать батарею (которая является нагрузкой постоянного тока; батарея становится нагрузкой при зарядке). Стоит отметить из Таблицы 3, что гибридное фотоэлектродизельное решение, поддерживаемое аккумуляторной батареей, производит 17 562 кВтч/год (59 %) от солнечной фотоэлектрической батареи и 13 944 кВтч/год (41 %) от дизель-генератора, что в сумме составляет 31 506 кВтч/год. год (100%).

5.2.2. Потоки энергии

Одной из основных целей этого исследования было произвести подробный экспериментальный учет потоков энергии через гибридную систему. В частности, меня интересует количественная оценка всех системных потерь.

Гибридная фотоэлектрическая/дизельная система с аккумулятором . Для фотоэлектрической части гибридной системы потери устройства включают потери фотоэлектрического контроллера заряда, потери при преобразовании постоянного тока в переменный, как для энергии, поступающей непосредственно в нагрузку, так и для энергии, проходящей через аккумулятор, а также потери при хранении в обоих направлениях.Со стороны генератора потери преобразования переменного тока в постоянный влияют на электроэнергию, которая не поступает непосредственно в нагрузку. Причина этих потерь на стороне генератора заключается в том, что гибридная система была разработана для циклической зарядки, что означает, что дизельный генератор может заряжать аккумулятор.

Все потери в гибридной системе классифицируются следующим образом: (i) потери контроллера заряда PV. (ii) потери при хранении батареи. (iii) потери выпрямителя (преобразование зарядного устройства батареи). (iv) потери инвертора.Потери контроллера заряда фотоэлектрических модулей связаны с эффективностью преобразования постоянного тока в постоянный (преобразование энергии, вырабатываемой фотоэлектрическими модулями, для зарядки аккумуляторной батареи). Потери при преобразовании DC/DC генерируются во время управления потоком тока к батарее и от батареи с помощью контроллера заряда PV. Результат показывает, что потери минимальны по сравнению с потерями других компонентов (потери при хранении, потери инвертора и выпрямителя), как показано в таблице 3.

Потери при хранении включают все потери энергии в батарее. Они описываются эффективностью заряда и разряда батареи, а также характеристиками саморазряда.В августе зарядка и разрядка аккумулятора, а также его потери (из-за эффективности заряда и разряда) являются самыми высокими из-за того, что дизель часто включается для зарядки аккумулятора; когда батарея достигает максимальной точки заряда, дизель останавливается, в то время как батарея начинает разряжаться для питания нагрузки, и как только батарея достигает минимальной точки разрядки, она прекращает разрядку, и дизель снова включается. Процесс продолжается в том же духе до тех пор, пока PV не начнет вырабатывать электроэнергию для питания нагрузки и зарядки аккумулятора; в противном случае он возвращается к дизелю, заряжающему аккумулятор.Результаты расчета показывают, что аккумуляторная батарея заряжалась на 227,093 кВтч/год и 314,356 кВтч/год от фотоэлектрической и дизельной систем соответственно, в результате чего общий заряд составил 5 816,474 кВтч/год, в то время как батарея разряжалась (подавалась) на нагрузку. через инвертор общий разряд −4953,761 кВтч/год с потерями 862,713 кВтч/год, как показано в таблицах 3 и 4.

Потери при преобразовании зарядного устройства батареи связаны с эффективностью выпрямителя переменного/постоянного тока. Потери при преобразовании переменного тока в постоянный возникают во время зарядки аккумулятора от источника переменного тока.В августе выпрямитель получает наибольшую электроэнергию от дизель-генератора из-за наименьшего количества солнечной энергии в этом месяце (159,232 кВтч/м 2 ; 153,817 кВтч/м 2 ), и это влияет на выработку фотоэлектрической энергии. ; в этот момент дизель включается, чтобы обеспечить надежную подачу без перебоев. Результаты расчета показывают, что на выпрямитель подавалось 3704,875 кВтч/год и выпрямлялось в батарею 3149,880 кВтч/год с потерями 554,995 кВтч/год, как показано в таблицах 3 и 4.

Потери инвертора связаны с эффективностью DC/AC инвертора. Потери инвертора постоянного/переменного тока возникают до того, как первоначально предоставленная энергия может быть потреблена нагрузкой переменного тока. Это означает, что вся электрическая энергия, которая не поступает непосредственно на нагрузку переменного тока, проходит через инвертор, например, электричество, поступающее от фотоэлектрической системы, электричество, выпрямленное в батарею, и энергия, поступающая от батареи. В августе инвертор получает наименьшее количество электроэнергии от фотоэлектрической батареи и батареи из-за наименьшего глобального и падающего солнечного излучения в этом месяце (159.232 кВтч/м 2 ; 153,817 кВтч/м 2 ). Хотя батарея получает самую высокую зарядку 503,078 кВт как от солнечной батареи (226,867 кВт), так и от дизельного топлива (выпрямленного до батареи с 276,211 кВт), инвертор по-прежнему получает наименьшее количество электроэнергии, поскольку дизель часто подключается к нагрузке переменного тока и заряжает батарея; Зарядка аккумулятора выпрямителем показывает, как часто дизель подает электроэнергию в нагрузку в этом месяце августа, как показано в таблицах 3 и 4. КПД выпрямителя (преобразование зарядного устройства) несколько ниже, чем КПД инвертора постоянного/переменного тока, как показано в таблице 3.

5.2.3. Экономические затраты

Капитальные затраты гибридного фотоэлектрического/дизельного решения с батареями почти в три раза выше, чем у комбинации генератора и батареи (41 048 долл. США), но чистая приведенная стоимость, представляющая затраты в течение срока службы системы, составляет менее половины от комбинации генератора и батареи (192 231 долл. США), как показано в Таблице 5. Чистая приведенная стоимость (NPC) гибридной системы PV/дизель/батарея немного ниже, чем NPC дизель/батареи. сочетание батарей в результате меньшего расхода топлива и потому, что требуется меньше аккумуляторных батарей, а замена батарей является важным фактором в обслуживании системы.

5.2.4. Загрязнение окружающей среды

С точки зрения воздействия на окружающую среду увеличение часов работы дизель-генератора приводит к увеличению расхода топлива, а также увеличению выбросов парниковых газов, тогда как сокращение часов работы дизель-генератора приводит к снижению расход топлива, тем самым снижая выбросы парниковых газов. Дизельная система работает в течение 5 298 часов в год, имеет расход топлива 9 183 литров в год и производит в килограммах (кг) выбросы загрязняющих веществ, как показано в таблице 6, в то время как в гибридной фотоэлектрической дизельной системе дизельный генератор работает в течение 5 011 часов. / год, имеет расход топлива 5 716 л / год и ежегодно выбрасывает в атмосферу загрязняющих веществ в килограммах, как показано в таблице 6.Снижение расхода топлива также означает меньшие выбросы из энергетической системы, о чем свидетельствует солнечная фотоэлектрическая дизельная система, которая имеет самые низкие выбросы загрязняющих веществ.

6. Заключение

В данной статье исследуется проектирование автономной гибридной энергосистемы с акцентом на фотоэлектрическую/дизельную энергетическую систему с накоплением энергии в батареях. Начиная с анализа моделей компонентов системы, реализуется полная имитационная модель. В разработанной системе был произведен подробный экспериментальный учет потоков энергии через гибридную систему, и все потери в системе, вызванные контроллером заряда фотоэлектрических модулей, циклами хранения аккумуляторной батареи, преобразованиями выпрямителя и инвертора, были количественно определены и задокументированы.Результаты показывают, что потери контроллера заряда фотоэлектрических модулей связаны с эффективностью преобразования постоянного тока в постоянный ток и генерируются во время управления потоком тока к аккумулятору и от аккумулятора контроллером заряда фотоэлектрических модулей, в то время как потери при хранении включают все потери энергии в аккумуляторе и составляют описывается эффективностью заряда и разряда батареи, а также характеристиками саморазряда. Кроме того, потери преобразования зарядного устройства батареи связаны с эффективностью переменного/постоянного тока выпрямителя и генерируются во время зарядки батареи от источника переменного тока, в то время как потери инвертора связаны с эффективностью постоянного/переменного тока инвертора и возникают до того, как первоначально предоставленная энергия может быть потреблена выпрямителем. нагрузку переменного тока.Из результатов видно, что эффективность преобразования постоянного/постоянного тока в целом низкая, а эффективность выпрямителя переменного/постоянного тока несколько ниже, чем эффективность инвертора постоянного/постоянного тока. Кроме того, было продемонстрировано, что использование гибридной фотоэлектрической/дизельной системы с аккумуляторной батареей (один блок фотоэлектрической батареи мощностью 15 кВт, один генератор мощностью 5,4 кВт и 16 аккумуляторов) может значительно снизить зависимость от исключительно доступного дизельного ресурса. Разработанная гибридная система сводит к минимуму время работы дизеля и, таким образом, снижает расход топлива, что значительно влияет (уменьшает) загрязнение, такое как выбросы углерода, тем самым уменьшая парниковый эффект.Хотя использование гибридной фотоэлектрической/дизельной системы с аккумуляторной батареей не может значительно снизить общую NPC и COE, она смогла снизить зависимость от дизельного топлива. С другой стороны, также было доказано, что использование гибридной фотоэлектрической/дизельной системы с аккумуляторной батареей было бы более экономичным, если бы цена на дизельное топливо значительно возросла. При прогнозируемом периоде 20 лет и годовой реальной процентной ставке 7,5% было обнаружено, что использование гибридной фотоэлектрической/дизельной системы с аккумулятором может обеспечить значительно более низкие NPC и COE по сравнению с автономной дизельной системой.В заключение можно сказать, что гибридная фотоэлектрическая/дизельная система потенциально может использоваться для замены или модернизации существующих автономных дизельных систем в Нигерии.

номенклатура
: : 9040 : : : 9040 : : 9040: : 9040 9040 0: 9040: : 9040: 9040: 1 : 5 Стоимость замены

:

: 9040: : 9040 : 0 0 : 9040: 9040: : 9040: 0410 : 9040: : : Убытки энергии через контроллер заряда (кВтч) : : : 9040: : 9040 : : : 5 Годовые 90 Выбросы несгоревших углеводородов (UHC) (кг / год) 9040 : : : 10 : 0 :
:
площадь поверхности в M 2
: годовая стоимость капитала компонента
: годовая стоимость замены компонента
: годовых операционных затрат на компонент
: : :
:
: :
: годовая операционная стоимость солнечной энергии
годовой капитал Стоимость дизельного генератора
годовая стоимость замены дизельного генератора
: годовая операционная стоимость дизельного генератора
годовая стоимость топлива для дизельного генератора
: Годовой Зед Капитальный Стоимость батарей Power
годовая замена Стоимость батарей Power
: :
: Годовой капитал Стоимость капитала преобразователя
: годовых замена Стоимость преобразователя мощности
годовая стоимость эксплуатации конвертер мощность
: Начальные капитальные Стоимость компонента
: Стоимость для выбросов углекислящего диоксида () () ( $/т)
: Стоимость выбросов монооксида углерода (CO) ($/т)
: Стоимость выбросов несгоревших углеводородов (UHC) ($/т)
Стоимость выбросов твердых частиц (PM) ($/т)
: Стоимость выбросов оксида серы () ($/т)
: Стоимость выбросов оксида азота () ($/т)
: Стоимость рабочего компонента
Компонент
Коэффициент восстановления капитала
:
: Энергия, хранящаяся в аккумуляторе в час, кВтч
Почасовая нагрузка или энергия, необходимая в определенный период времени
Почасовая энергия Выход из выпрямителя, кВтч
: Почасовая энергия ввода в выпрямитель, кВтч
:
: Часовая выработка энергии дизель-генератором
: Часовая выработка энергии инвертором (в случае SPV), кВтч
: 9041 0 Часовая мощность фотоэлектрического генератора
: Часовая мощность инвертора (в случае батареи), кВтч
: Энергия, накопленная в батарее в час, кВтч
: : Часовая энергия, потребляемая стороной нагрузки, кВтч
Почасовая энергия Выход от контроллера заряда, кВтч
Почасовая энергия ввод на зарядку контроллер, кВтч
Часовая отдача энергии от выпрямителя, кВтч
: Количество избыточной энергии от источника постоянного тока (фотоэлектрические панели), кВтч
: Энергия, запасенная в аккумуляторе 1 904 в час , 1 кВтч
: Равно +
: Равно +
: Энергия, вырабатываемая фотоэлектрической батареей (кВтч) 9041 0
:
Энергия, генерируемая моторным генератором (кВтч)
Энергия, поставляемая на нагрузку (кВтч)
Убытки энергии (кВтч), которые включают все ()
:
:
Убытки энергии через выпрямитель (кВтч) Энергия Убытки через инвертор (кВтч)
: почасовая облучение в кВтч / м 2
Процентная ставка
: Функция целочисленной значение
: Годовые выбросы (кг/год)
: Годовые выбросы (кг/год)
: Годовые 9 полеты (кг/год)
: Годовые выбросы твердых частиц (ТЧ) (кг/год)
: Годовые выбросы (кг/год)
: Количество лет
: Уровень проникновения PV
: Срок службы проекта
: : Срок службы компонента
:
:
:
: Эффективность PV Generator
:
Эффективность выпрямителя
: Эффективность инвертора
: Эффективность разрядки аккумулятора
: 904 10 Эффективность контроллера заряда
: Эффективность зарядки аккумулятора.
Конкурирующие интересы

Автор заявляет об отсутствии конкурирующих интересов.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы представляют собой результаты моделирования спроектированной гибридной системы; результаты в таблицах 3, 4 и 7 были получены/получены из дополнительного материала (Технические результаты разработанной гибридной системы).

  1. Дополнительный материал

Проектирование и моделирование автономного ветродизельного генератора с маховиковой системой накопления энергии для обеспечения необходимой активной и реактивной мощности

Проектирование и моделирование автономного ветродизельного генератора с Маховик

Система накопления энергии для обеспечения необходимой активной и реактивной мощности.

И.Дж. Иглесиас, Л. Гарсия-Табарес и А. Агудо.

Centro de Estudios y Experimentación

de Obras Públicas (CEDEX).

C/Alfonso XII,3 28014 Мадрид, ИСПАНИЯ

И. Крус и Л. Аррибас

Centro de Investigaciones Enérgéticas, Medioambientales

y Tecnológicas (Ciemat). Мадрид. ИСПАНИЯ.

Аннотация. В данной статье представлены проектирование и моделирование автономной электростанции

, которая сочетает в себе ветряной дизельный генератор

с маховиковым накопителем энергии.Без какой-либо

системы хранения дизельный двигатель должен

работать непрерывно, что приводит к высокому расходу топлива. Маховик

рассчитан на отдачу номинальной мощности в течение 1,8 мин. Этого

времени достаточно, чтобы компенсировать регулярные колебания ветра и

, следовательно, избежать большого количества запусков дизеля

операций. Накопитель кинетической энергии основан на композитном маховике из углепластика

, вращающемся на 30°.000 об/мин и накопление 4,5

МДж. Вращающаяся система приводится в действие двигателем с переключаемым сопротивлением

и подключается к сети через инвертор источника двойного напряжения

. Проектирование и моделирование с помощью SABRE всех

всей системы представлены в этом документе

I. ВВЕДЕНИЕ

В этом документе представлены проектирование и моделирование ветро-дизельной электростанции

с накопителем кинетической энергии

. Эта генерирующая установка предназначена для подачи электроэнергии

на изолированную нагрузку, не подключенную к электрической сети

.Основная система выработки электроэнергии состоит из ветряного асинхронного короткозамкнутого генератора

. Реактивная мощность

изначально подается от дизель-синхронного генератора

, который поддерживает напряжение, подаваемое на изолированную нагрузку

. В первых конструкциях систем такого типа [1],

, дизельный двигатель обеспечивает активную мощность, требуемую нагрузкой

, при уменьшении входной мощности ветра. Этот

подразумевает, что дизельный двигатель должен работать в непрерывном

режиме, что приводит к высокому расходу топлива.Основная цель

этого проекта состоит в снижении расхода топлива на

, включая маховик или кинетическую систему хранения, которая

позволяет отключать дизельный двигатель. Эта система накопления

способна обеспечить необходимую активную (и

реактивную) мощность, требуемую нагрузкой, когда асинхронный ветрогенератор

не в состоянии ее произвести. Аккумулятор

может действовать как гаситель колебаний ветровой энергии

и позволяет

работать без дополнительной выработки дизельного двигателя.Номинальная мощность

первого прототипа

составит 50 кВт. Для этой мощности кинетический накопитель

, который будет реализован, будет хранить энергию

4,5 МДж (1,25 кВтч) на основе маховика, вращающегося со скоростью 30 000

об/мин, который способен обеспечивать номинальную мощность в течение 1,8

минуты. Этого в принципе достаточно, чтобы компенсировать регулярные

колебания ветра и, следовательно, избежать большого количества

пусков мотор-дизеля [2,3].

Блок кинетического накопителя приводится в действие переключаемым

реактивным двигателем (SRM) с тремя фазами и двумя полюсами. Этот двигатель

был выбран из-за его простоты и надежности,

очень подходит для такого рода высокоскоростных приложений. Двойной преобразователь VSI

подключает двигатель к сети:

Во-первых, была выбрана топология асимметричного полумоста

для управления SRM с двумя IGBT и двумя диодами на фазу.

Несмотря на то, что это самый дорогой вариант, он является наиболее

гибким и позволяет использовать весь потенциал SRM.

Стандартный инвертор источника напряжения с переменным гистерезисом

диапазонов тока подключает привод к сети, подающей

требуемую активную и/или реактивную мощность.

В этом документе представлены проектирование и моделирование всей системы

с помощью симулятора SABRE. Во-первых, была смоделирована кинетическая система хранения

путем моделирования

преобразователей со стороны двигателя и сети, SRM (с шаблоном

, написанным на MAST, язык HDL, поставляемый с

SABRE), вращающимся маховиком и система управления на основе

по поддержанию постоянного напряжения конденсатора.Во-вторых, был смоделирован полный ветро-дизельный генератор

со всеми

элементами, работающими вместе: асинхронным ветровым генератором

, группой дизель-синхронных генераторов, кинетической

единицей хранения и полной системой управления, которая поддерживает

как частота, так и напряжение изолированной сети.

II. ОБЩАЯ КОНФИГУРАЦИЯ СИСТЕМЫ

На рис. 1 показана общая конфигурация системы с

асинхронным ветровым генератором с прямой связью, дизель-синхронным генератором

, системой хранения маховиков

и нагрузкой.Также включен набор разрядных резисторов

для рассеивания дополнительной входной энергии, когда единица хранения

заполнена и, следовательно, она не может хранить больше

энергии.

асинхронный генератор

дизельный мотор

синхронный генератор

нагрузки

нагрузки

Double Power преобразователь

Mywheel

коммутация

нежелание

машина

Разряд

Резисторы

Рисунок 1.Общая конфигурация системы

ZOIL | Основы дизельной топливной системы


Функция дизельной топливной системы заключается в своевременном впрыске точного количества распыленного топлива под давлением в каждый цилиндр двигателя. Сгорание в дизельном двигателе происходит, когда этот поток топлива смешивается с горячим сжатым воздухом. (В бензиновом двигателе электрическая искра не используется.)

Топливная система состоит из следующих компонентов.

Существует множество различных типов и форм топливных баков.Каждый размер и форма предназначены для определенной цели. Топливный бак должен вмещать достаточно топлива для работы двигателя в течение разумного периода времени. Резервуар должен быть закрыт для предотвращения загрязнения посторонними предметами. Он также должен быть вентилирован, чтобы воздух мог поступать, заменяя любое топливо, требуемое двигателем. Требуются еще три отверстия бака: одно для заполнения, одно для слива и одно для слива.

Существует три типа топливопроводов для дизельного топлива. К ним относятся усиленные трубопроводы для высокого давления между ТНВД и форсунками, среднетяжелые трубопроводы для легкого или среднего давления топлива между топливным баком и ТНВД, а также легкие трубопроводы, где давление незначительно или отсутствует.

Дизельное топливо необходимо фильтровать не один, а несколько раз в большинстве систем. Типичная система может иметь три ступени прогрессивных фильтров: сетчатый фильтр в баке или перекачивающем насосе, первичный топливный фильтр и вторичный топливный фильтр. В последовательных фильтрах все топливо проходит через один фильтр, а затем через другой. В параллельных фильтрах часть топлива проходит через каждый фильтр.

Для получения дополнительной информации о топливных фильтрах см. Основные сведения о дизельных топливных фильтрах.

Простые топливные системы используют гравитацию или давление воздуха для подачи топлива из бака к ТНВД.В современных быстроходных дизельных двигателях обычно используется перекачивающий топливный насос. Этот насос, приводимый в действие двигателем, автоматически подает топливо в систему впрыска дизельного топлива. Насос часто имеет ручной рычаг для выпуска воздуха из системы. Современные ТНВД почти все представляют собой рывковые насосы, в которых используется плунжерно-кулачковый метод впрыска топлива.

Существует четыре основных системы впрыска топлива:

     1. Отдельный насос и форсунка для каждого цилиндра

     2.Комбинированный насос и форсунка для каждого цилиндра ( насос-форсунка типа )

     3. Один насос, обслуживающий форсунки на несколько цилиндров ( распределитель типа )

     4. Насосы в общем корпусе с форсунками на каждый цилиндр ( система Common Rail )

Система Common Rail быстро завоевывает популярность в дорожных условиях. Рядный и распределительный типы используются на внедорожниках и промышленных машинах.

 

Форсунки дизельного топлива

, возможно, являются наиболее важным компонентом топливной системы. Работа форсунок заключается в подаче точного количества распыленного топлива под давлением в каждый цилиндр. Высокораспыленное топливо под давлением, равномерно распределенное по всему цилиндру, приводит к увеличению мощности и экономии топлива, снижению шума двигателя и более плавной работе.

В современных дизельных топливных форсунках, например, в топливных системах Common Rail, используется пьезоэлектричество.Пьезоэлектрические форсунки чрезвычайно точны и могут выдерживать очень высокое давление, характерное для систем Common Rail.

Топливо, используемое в современных высокоскоростных дизельных двигателях, получают из более тяжелых остатков сырой нефти, которые остаются после удаления более летучих видов топлива, таких как бензин, в процессе очистки. Наиболее распространенным сортом дизельного топлива является 2-D, более известное как дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы (ULSD).

Для получения дополнительной информации о дизельном топливе см. Основы дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы.

Общим врагом дизельных топливных систем является вода. К сожалению, вода встречается в дизельном топливе чаще, чем думает большинство людей. Если вода попадет в систему впрыска, она быстро окислит компоненты из черного металла (стали). Некоторые из наиболее распространенных отказов, связанных с водой, включают:
  • Заедание компонента впрыска
  • Заедание компонентов дозатора как в насосе, так и в инжекторе
  • Отказ компонента регулятора/ дозатора

Топливная система дизельного двигателя является важнейшим компонентом любого дизельного двигателя, и ее оптимальная работа необходима для достижения максимальной производительности.E-ZOIL производит несколько присадок, разработанных для решения распространенных проблем, с которыми сталкивается дизельная топливная система. Присадки E-ZOIL повышают смазывающую способность топливной системы и предотвращают преждевременный выход из строя топливных насосов и форсунок. Ознакомьтесь с нашей линейкой присадок для защиты вашего топлива и оборудования!

Глоссарий терминов дизельной и энергетической промышленности

Расширение возможностей! Являясь поставщиком полного спектра услуг, мы сотрудничаем с нашими клиентами для создания индивидуальных генераторных решений. Мы предоставляем все необходимое электрическое и энергетическое оборудование и знания для критически важных объектов.Благодаря широкому спектру услуг мы имеем опыт работы с промышленным аварийным резервным оборудованием и оборудованием для непрерывного производства электроэнергии. Мы хотим, чтобы наши клиенты учились и строили вместе с нами. Этот глоссарий по энергетике призван помочь объяснить терминологию решений по энергетике.
  • Расширенное управление батареямиРасширенное управление батареями — в некоторых системах ИБП доступно управление микропрограммой для зарядки, отдыха и обновления батарей, предназначенное для увеличения срока службы батарей.
  • Генератор переменного токаУстройство, преобразующее механическую энергию в электрическую.Генератор переменного тока также называют концом генератора. Бесщеточные генераторы часто используются в больших генераторах, а постоянные магниты обычно используются в генераторах меньшего размера.
  • Переменный ток (AC) Поток электрического заряда, который периодически меняет направление, обычно с частотой 50 или 60 Гц.
  • Американская ассоциация арендодателей (ARA) Американская ассоциация арендодателей — это международная торговая ассоциация по аренде оборудования.
  • Американская ассоциация общественного питания (APPA) Национальная сервисная организация, представляющая 2000 муниципальных и других государственных или местных государственных электроэнергетических компаний, расположенных по всей территории Соединенных Штатов.
  • AmperageИзмерение силы или интенсивности электрического тока в амперах.
  •  
  • Автоматический переключатель нагрузки Механическое устройство, которое переключает электрическую нагрузку с предпочтительного источника, обычно коммунального обслуживания, на альтернативный источник, обычно аварийный генератор.Он также включает элементы управления для запуска и остановки генератора и функции таймера для координации передачи.
  • Резервные генераторыРезервный источник энергии, используемый для удовлетворения потребностей в аварийной нагрузке во время внезапной нехватки или отключения электроэнергии. Резервные генераторы обычно приводятся в действие дизельным двигателем и могут автоматически включаться при отключении электроэнергии, восстанавливая электроэнергию менее чем за 10 секунд.
  • Емкость батареи Когда речь идет об аккумуляторных системах, емкость батареи — это время работы от батареи, доступное при заданной нагрузке, определяемое тестом емкости батареи.Говоря об отдельных батареях, емкость батареи — это рейтинг батарей с точки зрения их рейтинга в ампер-часах.
  • Выпрямитель для зарядки аккумулятора. Этот компонент преобразует переменное напряжение от обмоток заряда аккумулятора в постоянное напряжение для зарядки аккумулятора. Это встречается только на очень маленьких генераторах.
  • Ограничение тока батареиПроцесс электронного ограничения величины тока, которым могут заряжаться батареи, чтобы нагрузка на ИБП могла работать одновременно с зарядкой батареи без превышения максимальной входной силы тока фидера, доступной для ИБП.
  • Группа батарей Минимальное количество батарей или аккумуляторных элементов, соединенных последовательно, необходимое для питания ИБП с абсолютным минимальным временем работы, составляет одну группу. Дополнительное время работы от батарей достигается за счет параллельного добавления дополнительных цепочек до максимального количества, определяемого мощностью (размером) зарядного устройства ИБП.
  • Отключение питанияВнезапное или неожиданное отключение электроэнергии.
  • ЩеткаЩетки обычно изготавливаются из графита или меди, они представляют собой проводящие элементы, обеспечивающие скользящий электрический контакт между статическими и подвижными элементами.Для работы генератора обычно используются щетки, которые помогают создать полную электрическую цепь. Щетки используются только на очень маленьких и очень больших генераторах.
  •  
  • Сердечник
  • Сердечник, также известный как сердечник статора, представляет собой многослойную цилиндрическую структуру в генераторе.
  • Модуль критической инфраструктуры
  • Портативный модульный центр обработки данных, предназначенный для снижения капитальных затрат и ускорения выхода на рынок.
  • Ток Также известный как электрический ток, это поток частиц, заряженных электричеством. Одним из эффектов, которые имеют электрические токи, является создание магнитных полей, которые используются для генераторов.
  • Дизельный двигательДвигатель внутреннего сгорания, в котором жидкое топливо воспламеняется за счет тепла, выделяемого при сжатии воздуха. Наиболее часто покупаемые промышленные дизельные двигатели представляют собой восстановленные дизельные двигатели или бывшие в употреблении дизельные двигатели.
  • Дизельный генераторДизельные генераторы используют дизельный двигатель и генератор переменного тока для выработки электроэнергии.Они обычно используются для резервного или резервного питания. К преимуществам дизельного генератора можно отнести быстрый и автоматический запуск при отключении электроэнергии.
  • Постоянный ток (DC) Ток, создаваемый аккумуляторной батареей с однонаправленным потоком.
  • РаспределениеПоставка электроэнергии низкого напряжения от централизованной подстанции до конечного потребителя.
  • Двухтопливный генераторТакже известен как двухтопливный генератор. Это относится к генераторному двигателю, который может работать на дизельном топливе и газе одновременно.
  • Двойное преобразование Относится к «двойному» преобразованию в ИБП входной мощности переменного тока, преобразуемой в постоянный ток, а затем обратно в переменный ток на выходе ИБП. Двойное преобразование обеспечивает защиту от переходных процессов благодаря процессу преобразования, а также, как правило, это метод, с помощью которого работает большинство ИБП онлайн-типа.
  •  
  • Ассоциация электрических генерирующих систем (EGSA) Ассоциация электрических генерирующих систем (EGSA) является крупнейшей в мире торговой ассоциацией, занимающейся производством электроэнергии на месте.
  • Шум в электрической линии Отклонения от формы чистой синусоидальной волны, возможно, из-за гармоник, типов нагрузки и т. д. Шум может быть незначительным и проявляться в виде небольших пульсаций на синусоидальной волне или значительным с большими провалами, появляющимися на синусоидальной волне.
  • ЭлектрогенераторМашина, вырабатывающая электричество из источника механической энергии. Создаваемое электричество служит источником энергии для других машин.
  • Электромагнитные помехи (EMI) Потенциальные электрические помехи одного элемента электронного оборудования окружающему электрическому оборудованию и/или окружающей среде.Например, установка рации рядом с другим электрическим оборудованием может вызвать слышимый шум в аудиосистеме или другой шум в цепях других электронных устройств, что в некоторых случаях может привести к сбоям в работе или полному выходу из строя.
  • Двигатель-генераторТакже известен как генераторная установка, генераторная установка, а иногда и просто генератор. Двигатель-генератор представляет собой комбинацию двигателя и генератора переменного тока, работающих вместе для выработки электроэнергии.
  •  
  • МаховикХраня энергию в форме вращающейся массы, Маховик является очень активной заменой химических батарей.
  • Залитые аккумуляторы Обычно называемые «мокрыми элементами», залитые аккумуляторы содержат электролит в жидкой форме и требуют более интенсивного обслуживания, чем герметичные аккумуляторы.
  •  
  • ГенераторУстройство, преобразующее механическую энергию источника (например, дизельного или газового двигателя) в электрическую энергию.
  • Конец генератораТакже называется генератором.
  • Генераторная установкаГенератор, преобразующий топливо в электроэнергию с помощью двигателя и генератора переменного тока.
  • СетьДля удовлетворения потребностей в электроэнергии в различных точках используется система линий электропередач, подстанций и генераторов, соединенных между собой. Это сетка.
  •  
  • Герц (Гц) Единица измерения частоты, равная одному циклу в секунду.
  • HVACHVAC (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха) относится к системам, участвующим в поддержании внутренней среды.
  •  
  • Катушка зажигания Катушка зажигания подает напряжение постоянного тока на свечи зажигания генераторов, работающих на природном газе.
  • Диапазон входного напряжения Диапазон напряжения, приемлемый для правильной работы ИБП. Диапазон основного входного напряжения может отличаться от диапазона входного напряжения байпаса в ИБП с двойным питанием.
  • Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) Текущий тип транзисторной технологии, наиболее часто используемый в новых системах ИБП.
  • Внутренний байпас Когда ИБП находится во внутреннем байпасе, его статический переключатель активен, и нагрузка питается от незащищенного источника питания без резервного питания («уличное питание» »).
  • Изолирующий трансформаторТрансформатор, предназначенный для изоляции того, что он питает, от проблем с вышестоящим источником питания или различий в конфигурации.
  •  
  • Джоуль Измерение электрической энергии, эквивалентной работе, совершаемой при прохождении тока в один ампер через сопротивление в один ом в течение одной секунды.
  • Киловатт (кВт) Единица электрической мощности, обычно используемая для оценки мощности коммерческих и промышленных генераторов в США.С.
  • Киловатт-час (кВтч) Общее количество киловатт, используемых в час, когда энергия передается или используется с постоянной скоростью в течение определенного периода времени.
  • кВАкВА – это киловольт-ампер и единица измерения полной мощности.
  •  
  • Line Conditioner Сглаживает входящий источник питания до формы, максимально близкой к чистой синусоидальной волне. Не обеспечивает защиту резервного аккумулятора.
  • Блок нагрузки Устройство, используемое для проверки способности генератора выдерживать электрическую нагрузку.
  • Сегмент нагрузкиСегмент представляет собой группу нагрузки. Например, одним сегментом нагрузки может быть серверная стойка A, а другим сегментом может быть все питание от серверной стойки B.
  •  
  • MagnetoПостроенный на постоянных магнитах, магнето представляет собой особый тип электрического генератора, который обеспечивает зажигание двигателей с искровым зажиганием.
  • Сервисный байпасМетод полного обхода ИБП в обходе, чтобы нагрузка могла продолжать получать питание, в то время как ИБП может быть полностью отключен для обслуживания или даже полной замены или модернизации.
  • Переключатель ручного байпаса (MBS) Поворотный переключатель или панель с автоматическими выключателями, предназначенные для переключения ИБП в режим сервисного байпаса и нормальной работы без прерывания нагрузки, исключая неправильную работу или сбой питания в режиме сервисного байпаса.
  • Мотор-генераторМашина, используемая для преобразования промышленного количества электроэнергии в другую форму. Обычно для преобразования частоты.
  •  
  • Резервирование ИБП N+X Резервирование в одном ИБП с несколькими силовыми модулями или в системе ИБП с резервными ИБП, которые могут работать до номинальной мощности кВА (N) с резервированием (X).Например, если система ИБП на 500 кВА представляет собой систему N+2, будет один или один набор основных ИБП, которые будут нести нагрузку 500 кВА, с двумя дополнительными ИБП или комплектами ИБП, которые могут нести нагрузку, если основной ИБП выйдет из строя или выйдет из строя. отключен для технического обслуживания.
  • Генератор небытового назначенияПодключенный к системе электроснабжения, генератор небытового назначения вырабатывает электроэнергию и может подавать избыточную энергию в систему коммунального обслуживания.
  •  
  • Off-PeakОсобый период, когда энергопотребление системы сравнительно низкое.Отсчет с 10 вечера. до 6 утра, с понедельника по субботу и в течение всего дня в воскресенье НКРЭ.
  • Off-Peak RateЭто уровень затрат на электроэнергию, используемую в периоды Off-Peak.
  • Организованное выключение Надлежащая процедура выключения системы ИБП с наименьшим воздействием на нагрузку и сведением к минимуму возможности повреждения ИБП или другого оборудования.
  • Форма выходного сигнала (ИБП) Относится к синусоидальному сигналу, выходящему из ИБП к нагрузке.
  •  
  • Параллельная онлайн-конфигурация ИБП, в которой 2 или более ИБП работают параллельно либо для увеличения мощности (два ИБП по 500 кВА для питания нагрузки 1000 кВА), либо параллельно для резервирования в конфигурации N+X.
  • PeakMeasurement максимальной нагрузки, потребляемой за указанный период времени.
  • Permian Basin Petroleum Association (PBPA) Крупнейшая региональная нефтегазовая ассоциация в США.S., в организацию входят мужчины и женщины, работающие в сфере добычи сырой нефти в Пермском бассейне западного Техаса и восточной части Нью-Мексико. В состав PBPA входят как крупнейшие, так и самые мелкие операторы. Среди ее членов также есть геологи, юристы, бухгалтеры, врачи, редакторы, банкиры и розничные торговцы.
  • PhasePhase измеряет равномерное периодическое изменение амплитуды или величины переменного тока. Большинство промышленных и коммерческих генераторов работают в трехфазной энергосистеме.В трехфазной системе электроснабжения по трем проводникам течет переменный ток (одинаковой частоты), но фаза напряжения на каждом проводнике смещена относительно каждого из других проводников на 120 градусов.
  • Power SagA, как правило, временное падение напряжения на линии электропередачи переменного тока.
  •  
  • ВыпрямительВыпрямитель используется для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC), этот процесс называется выпрямлением.
  • Номинальное напряжениеОпределенное значение напряжения, при котором должен работать двигатель-генератор.
  • Реле Обычно используемое в цепях управления, реле представляет собой переключатель, управляемый слаботочной цепью управления.
  • РоторДвижущаяся часть генератора переменного тока (или электрогенератора).
  •  
  • Единственная точка отказа Единственная точка отказа — это место в системе с резервированием, где отказ одного источника питания приводит к отключению электроэнергии для критической нагрузки.На любом ответственном объекте особенно важно устранить любые отдельные точки отказа.
  • Двухфазный ИБПИспользуйте 2 или 3 фазы питания для создания полезного напряжения на фазах.
  • Резервный промышленный генераторРезервный источник электроэнергии, который работает автоматически в случае отключения электроэнергии. Резервные генераторы обычно используются в центрах обработки данных, компьютерных залах, коммутационных офисах, технологических центрах, лабораториях и медицинских учреждениях.
  • Резервная (резервная) услугаЭлектроснабжение через постоянное подключение, обычно не используемое, но доступное вместо или в дополнение к обычному источнику питания.
  • Резервный аварийный источник питанияРезервный источник электроэнергии, который остается бездействующим и начинает работать только тогда, когда устройство управления (или автоматический переключатель резерва) указывает ему на это.
  • Start-On-BatteryЗапуск ИБП без входного питания переменного тока и подача переменного тока в секцию инвертора только от батареи.
  • СтаторСтатический или неподвижный элемент генератора.
  • Step LoadПошаговое увеличение нагрузки путем включения последовательных сегментов нагрузки или в целях тестирования с помощью блока нагрузки, переходя от нулевой нагрузки к 25 %, 50 %, 75 %, 100 % и обратно.
  •  
  • Турбинный генераторГенераторная установка, использующая газовую или паровую турбину в качестве первичного двигателя.
  • Трехфазные источники питания переменного тока, которые входят в одну из трех отдельных «горячих» линий электропередач, обычно с заданным числом градусов друг от друга, для получения питания типа расщепленной фазы.
  • Время переключенияВремя, которое требуется ИБП или АВР для переключения в аварийных условиях, или, чаще, запрограммированная задержка времени, прежде чем любой из них вернется в нормальное состояние.
  •  
  • Несбалансированная нагрузка В разделенной фазе, чаще всего в трехфазной системе, где нагрузка не одинакова на всех фазах. Например, фаза A может быть нагружена на 100 ампер, фаза B нагружена на 50 ампер и фаза C нагружена на 80 ампер.Как правило, хорошей электрической практикой является попытка нагрузить все фазы настолько, насколько это возможно, но обычно это не требуется для большинства современных ИБП.
  • Выпрямитель ИБП
  • Преобразует входное напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока либо для непосредственной зарядки аккумуляторов, либо для питания зарядного устройства постоянного тока.
  • Источник бесперебойного питания (ИБП) ИБП обеспечивает питание автоматически и мгновенно при отключении электроэнергии. Обычно используется вместе с резервными генераторами для предотвращения перебоев в электроснабжении в центрах обработки данных, компьютерных залах, распределительных офисах, технологических центрах, лабораториях и медицинских учреждениях.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены.