Мощные и надежные дизельные двигатели

Мощные и надежные дизельные двигатели

Мощные и надежные дизельные двигатели

Новые двигатели от Perkins и Deutz призваны покорить производителей дизельных электростанций своими техническими данными, надежной работой, низким расходом топлива и долгим сроком службы. Кроме того, двигатели Deutz оснащены системами для фильтрации отработавших газов, что позволяет им полностью соответствовать стандартам Tier 4/Stage IV.

Новая линейка дизельных двигателей Perkins

Perkins представил новую серию дизельных двигателей 1600 SeriesElectropaK, разработанных именно для автономных источников питания.

Линейка 1600 SeriesElectropaK представляет собой шестицилиндровые дизельные двигатели объемом 9,3 литра. При частоте вращения 1800 об/мин постоянная мощность составляет до 250 кВт, резервная мощность – до 275 кВт. Изначально двигатели были рассчитаны на американский рынок дизель генераторов, но в процессе разработки серия была дополнена моделями с частотой вращения 1500 об/мин и выходным напряжением 50 Гц, рассчитанными на другие рынки. Из технических характеристик также можно отметить электронное управление, турбонаддув и воздушное охлаждение.

Главные преимущества новых двигателей: надежность и долгий срок службы. Но производители автономных электростанций, прежде всего, должны оценить сочетание мощности с принятием нагрузки, на практике означающее, что двигатели Perkins при своих небольших размерах могут выдавать рабочие параметры, сравнимые с более крупными двигателями.

Дизельный двигатель рассчитан на работу при любой температуре окружающей среды. Линейка 1600 SeriesElectropaK отличается низким уровнем расхода топлива, что, в свою очередь, снижает эксплуатационные затраты.

Новинка разработана для электростанций, используемых в качестве основных или резервных источников питания.

Семейство двигателей Deutz

Deutz в рамках международной выставки BAUMA China, прошедшей в Китае в конце ноября, порадовал посетителей мероприятия очередными новинками дизельных двигателей.

В нижнем диапазоне мощности Deutz представил четырехцилиндровые дизельные двигатели TCD 2011 L4 с воздушным охлаждением, мощностью от 23 до 74,9 кВт. Особенность этих двигателей: компактная конструкция и эффективная система впрыска и сгорания топлива.

Для строительного оборудования Deutz продемонстрировал двигатели TCD 2012 L6 с выходной мощностью 66-155 кВт. Для шестицилиндровых двигателей с жидкостным охлаждением характерна эффективная работа и большие интервалы между техническим обслуживанием.

Самым мощным двигателем, представленным на шоу, была модель TCD 2015 V8 с выходной мощностью от 240 до 500 кВт. Еще после публикации квартального финансового отчета компания заявила о намерении представить экологичный двигатель с низким уровнем вредных выхлопов. Для презентации новинки площадка международной выставки BAUMA China подходила как нельзя лучше. Именно здесь впервые был представлен дизельный двигатель TCD 3.6 L4, соответствующий нормам Tier 4. Компактный четырехцилиндровый двигатель с жидкостным охлаждением имеет диапазон выходной мощности 55,4 – 97 кВт. Существенное сокращение размеров двигателя предоставляет клиентам дополнительное пространство для установки систем обработки выхлопных газов. Для соответствия экологическим нормам Tier 4/Stage IV двигатель оснащен окислительным каталитическим конвертером DVERT и избирательной каталитической нейтрализацией SCR. В связи с растущей потребностью в дизельных двигателях, соответствующих нормам вредных выбросов, Deutz надеется занять свою нишу на рынке.

Компания Рентэнерго отслеживает все инновации в области дизельного двигателестроения и последовательно применяет их в своей работе.

Вот в чем преимущества мотора с большим объемом

Для многих непонятно, зачем в автомобиле требуется двигатель большого объема, особенно, если учесть, что некоторые транспортные средства европейских и японских марок могут выдавать до 300 лошадиных сил при 2-3 литрах объема двигателя, тогда как американские модели при таком же объеме выдают намного меньше мощности.

Однако сравнивать американские двигатели с европейскими или японскими некорректно. Причина этого кроется в том, что двигатели имеют различные конструкции и имеют очень существенные отличия. Чтобы разобраться в особенностях американского двигателестроения, необходимо немного углубиться в историю.

С 50-х годов в США активно строились большие автомобили с мощными двигателями, которые для своего времени были практически совершенными. При этом машины в Америке с родными двигателями строили в огромных количествах.

Автомобильная промышленность в Японии от американской отличалась очень сильно. В 50-70х годах в стране только зарождалось автомобилестроение, что по сути актуально и для европейских стран, где авто не выпускали в широком разнообразии.

Естественно, американские автомобилисты были патриотами во всем, в США бытовало мнение, что действительно хорошее транспортное средство могло быть сделано только в Америке, и больше нигде. При этом, лучшими считались именно большие американские авто. Чем автомобиль был больше, тем он был лучше. В итоге широкое распространение в Штатах получили автомобили, вес которых почти достигал 3х тонн, что вынуждало автопроизводителей оснащать свои детища максимально мощными моторами.

В такой ситуации американцы пошли по самому простому пути – для увеличения мощности транспортных средств они просто увеличивали объем двигателя. Отсюда на рынке появились машины с двигателями объемом в 7 и 8 литров, способные выдавать до 400 л. с. Эти двигатели позволяли разгонять тяжелые и широкие американские автомобили до 100 километров в час всего за 9 секунд. Но это в итоге привело к тому, что автомобили стали потреблять очень много топлива – до 40 литров бензина. Но топлива было много, оно было доступным и подобный расход никого не смущал.

В Европе подобный подход к автомобилестроению в принципе не мог появиться. Тому есть две основные причины. Во-первых, после Второй Мировой войны практически все европейские страны испытывали экономические трудности, европейцам приходилось восстанавливать страны, а не строить крайне прожорливые автомобили. Во-вторых, европейцы традиционно отличаются прижимистостью и экономностью, из-за чего они не могли позволить себе содержать подобных американским монстров.

Итогом стало распространение производства по всей Европе небольших автомобилей с маленькими моторчиками, которые уже позднее стали модернизировать без существенного увеличения объема.

В 70х годах произошел известный топливный кризис, в результате которого даже американцы задумались о том, как им тратить меньше бензина на машины. Параллельно с этим в Штатах набирало силу движение зеленых, борющихся за сохранение окружающей среды, которым очень не нравились легенды американского автопрома – прожорливые и неэкологичные. Все это в итоге привело к снижению мощности двигателей, но сохранению их объема. К примеру, Бьюик Ривера в 1974 году сохранил объем двигателя в 7,5 литров, однако его мощность была снижена до 245 л. с.

Урезание мощности двигателей в итоге привело к самым разным последствиям, в том числе, и к положительным. В первую очередь большие моторы с низкими параметрами мощности характеризовались очень высоким крутящим моментом на малых оборотах, благодаря чему машины получили очень высокую динамику разгона.

Кроме того, из-за низкооборотистости двигателей, машины во время движения создавали минимальный шум при постоянных показателях скорости. Склонные к комфорту и удобству во всем американцы «на ура» восприняли это.

В итоге, американские производители автомобилей сохранили традицию производства двигателей с большим объемом. Сегодня знаменитый во всем мире «Гранд Чероки» имеет мотор объемом 5,2 литра при мощности всего 220 л. с. Однако у него есть важные достоинства – великолепный крутящий момент.

И напротив, BMW обладает большей мощностью и меньшим объемом мотора, но его пик крутящего момента выше, чем у «Чероки». Вот эта особенность касается практически всех автомобилей японского и европейского производства.

Другими словами: чем больше мощность при меньшем объеме двигателя, тем быстрее вращается мотор.

То есть, чтобы любой авто японского производства с 200 л.с. и двумя литрами мотора мог разогнаться также, как американский «Чероки», его двигатель должен работать на 8000 оборотов. При этом «Чероки» достигает великолепного разгона всего при 3000 оборотов.

Подводя итог, можно отметить самое важное:

• На скорость разгона транспортного средства непосредственное влияние оказывает не его максимальная мощность, а крутящий момент. Чем ниже находится пик крутящего момента по оборотам мотора, тем быстрее авто разгонится. Это основное достоинство американских машин с большими двигателями.
• Мощность двигателя в первую очередь определяет максимальную скорость, а не динамику набора скорости.
• Американские двигатели характеризуются низкой мощностью, однако они обладают большим крутящим моментом на низких оборотах, что крайне положительно сказывается на их долговечности.

Проще говоря, двигатель в машинах из США крутится медленно, но позволяет автомобилю максимально быстро разгоняться. В этом и состоит основное отличие штатовских авто от европейских и японских.

Беспилотная перспектива: какими будут отечественные двигатели для БПЛА

Современная авиация базируется на газотурбинных двигателях. Однако некоторые ее сегменты устойчиво связаны с поршневыми моторами, традиционно устанавливаемыми на учебно-тренировочные, спортивно-пилотажные, сельскохозяйственные самолеты, а также беспилотные летательные аппараты.

О поршневых двигателях для отечественных БПЛА и перспективах российского двигателестроения в этом сегменте рассказывает руководитель отдела Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») Лев Аронович Финкельберг.

Интервью было опубликовано в журнале «Беспилотная авиация» (спецвыпуск к Международному военно-техническому форуму «Армия-2020»).

— Лев Аронович, известно, что с поршневыми двигателями для беспилотных летательных аппаратов в нашей стране существуют определенные проблемы. Как это произошло? Можно ли преодолеть отставание?

— В 90-е годы на авиационные поршневые двигатели (АПД) упал спрос, началась своего рода «неопределенность» рынка. У инвестора не было понимания того, какую нишу могут занять двигатели такого типа, и, соответственно, не было потребности в них. Затормозился приток кадров в отрасль: профильные вузы перестали готовить специалистов-поршневиков. Все это, разумеется, сказалось на развитии всего направления.

Интерес начал возрождаться относительно недавно в связи с появлением различных типов беспилотных летательных аппаратов, которым стали необходимы отечественные поршневые моторы. Однако единственный в тот момент серийный АПД М-14П и его модификации в классе мощности 360-400 л.с. к этому времени уже не выпускались из-за отсутствия агрегатов и комплектующих (карбюраторы, магнето и т.д.) и ухода с рынка, как непрофильных, выпускающих такие двигатели предприятий.

Исправлению ситуации способствовало открытие Министерством обороны и Министерством промышленности и торговли Российской Федерации нескольких опытно-конструкторских работ по наиболее востребованным для применения на БПЛА поршневым авиадвигателям в классе мощности от 100 до 300 л.с. Отставание понемногу начало сокращаться, но на фоне того, что необходимо полностью восстанавливать целое направление отрасли, работа предстоит очень большая.

— Какова роль ЦИАМ в этом процессе?

— Роль ЦИАМ традиционна — формирование научно-технического задела, экспертиза разрабатываемых предприятиями двигателей, их испытания, в том числе в ожидаемых условиях эксплуатации. Специально созданные для испытаний таких двигателей термобарокамеры есть только в нашем институте. Практически все разрабатываемые и модернизируемые на базе иностранных аналогов двигатели проходят техническую оценку и испытания в ЦИАМ.

— Насколько техническое оснащение и кадровый состав института готовы к такого рода техническим вызовам?

— Не стал бы называть процесс восстановления выпуска отечественных поршневых моторов для авиации «техническим вызовом», хотя это, конечно, задача непростая. Сейчас идет планомерная работа по исправлению ситуации и выводу на рынок отечественных поршневых двигателей. По сути это требует создания новой инфраструктуры и нормативно-технической базы, в том числе позволяющей применять компоненты и комплектующие от наземной техники.

По нашим прогнозам, имеющегося научно-технического задела, созданного в том числе в ЦИАМ, хватит для того, чтобы через 3-4 года отечественные БПЛА все же смогли летать на «родных» поршневых моторах.

— Что можно сказать по ситуации в части двигателей внутреннего сгорания для легких БПЛА?

— На сегодняшний день практически все российские разработчики БПЛА применяют силовые установки, доработанные на основе импортных базовых двигателей. Однако основные жизненно важные системы (управления, взаимодействия с бортом) и датчики, соответствующие авиационным правилам, начинают разрабатываться и производиться отечественными предприятиями. Поэтому двигатели имеют другое название. Но самое главное здесь то, что появился российский производитель, который отвечает за дальнейшую эксплуатацию этого двигателя.

— Находящийся в том же классе более тяжелый тактический БПЛА «Форпост-Р» оснащается двигателем АПД-85. Пройдены ли госиспытания по этому двигателю? Каковы перспективы по АПД-80?

— Насколько известно, двигатель АПД-85 к испытаниям только готовится. Что же касается двигателя АПД-80, то его мощность в классе от 80 до 100 л.с. открывает сразу две ниши для его использования — беспилотная и сверхлегкая пилотируемая авиация. Скорее всего АПД-80 будет перспективен как для замещения двигателя на существующих летательных аппаратах, так и для создания самолетов новых схем.

— Продолжая идти вверх по увеличению размерности БПЛА, перейдем к MALE-классу. Каким получился двигатель АПД-115Т для БПЛА «Орион»? Что по нему можно рассказать?

— Базой АПД-115Т для БПЛА «Орион» является импортный аналог, доработанный отечественными установками турбонаддува и системой управления двигателем.

Существенно модифицировать двигатель на базе готового серийного импортного образца не так просто, как кажется. Сложность связана с тем, что разработчик при проектировании мотора ориентируется на несколько другую сферу применения летательного аппарата, на крыле которого будет установлен двигатель. Соответственно, конструкцией заложен другой ресурс, срок службы, диагностики и ремонта. При разработке мотора в новом исполнении разработчику приходится решать в том числе и эти задачи, что накладывает на него определенную долю риска. При этом увеличивается и объем испытаний, необходимых для подтверждения параметров, а, следовательно, стоимость конечного изделия.

— Как Вы полагаете, насколько удачная практика основывать отечественные двигатели для БПЛА на зарубежных разработках. Какие плюсы и минусы это имеет? Что перевешивает?

— Практика такая уже есть, и рассуждать о том, плохая она или хорошая, если не предлагать альтернатив, — не совсем корректно. Основной выигрыш разработчиков БПЛА от модернизации двигателей на основе зарубежных аналогов заключаются в сокращении срока создания своей техники, поскольку понятна комплектация силовой установки. При параллельной разработке двигателя и БПЛА мы рискуем остаться без конечного продукта в оговоренные контрактами сроки. Все остальное, связанное с доработкой систем управления двигателя, подтверждением ресурса, обеспечения комплектующих для ремонта и планового обслуживания ведет к значительному удорожанию конечного изделия по сравнению с базовым.

— Имеет ли место дефицит в некоторых технологиях для создания двигателей для БПЛА? Каким образом и как скоро его можно восполнить?

— Дефицит есть, и больше всего он ощутим в агрегатике. В целом выпуск комплектующих может быть локализован в России, просто на это потребуется чуть больше времени. В настоящее время ведутся работы по импортозамещению, или локализации дефицитных комплектующих. Базовые детали уже осваиваются и изготавливаются на отечественных предприятиях — это элементы кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, корпусные детали и т.д.

— Остаются ли какие-то возможности по взаимодействию с зарубежными компаниями-разработчиками и производителями двигателей для БПЛА на настоящий момент?

— Не только остаются, но и ряд предприятий очень заинтересован в расширении рынка сбыта своей продукции. С некоторыми компаниями и в настоящее время ведется сотрудничество.

— Насколько допустим подход к использованию двигателей, адаптированных из других областей применения, например, из авто- и мототехники? Какие имеются преимущества такого подхода.

— Такой подход не только допустим, он успешно опробован на практике и применяется в том числе и сейчас. В ЦИАМ открыта научно-исследовательская работа «Адаптация» по созданию на базе автомобильного двигателя авиационного варианта. В ноябре прошлого года двигатель-демонстратор АПД-500, разработанный ЦИАМ на базе самого мощного мотора автомобиля «Аурус» из проекта ФГУП «НАМИ» «Единая модульная платформа», прошел испытания на винтовом стенде ООО «ОКБМ» (г. Воронеж). Была подтверждена возможность адаптации современного автомобильного двигателя в авиационную версию.

Преимущества адаптации имеющегося отечественного автомобильного двигателя в авиационный вариант — сокращение сроков выпуска подобных моторов, их стоимости и полное освоение технологий в России. Естественно, у авиадвигателей свои особенности, требования и ограничения. Нужно решить ряд научно-технических проблем, чем мы сейчас и занимаемся. В будущем такой двигатель может быть установлен на учебно-тренировочные, сельхозсамолеты, самолеты местных воздушных линий.

— Какие работы на создание научно-технического задела на перспективу по тематике поршневых двигателей для БПЛА ведутся в ЦИАМ?

Специалисты ЦИАМ ведут работу по развитию технологий для российских авиационных поршневых двигателей. Эволюция связана с применением на АПД электронных систем управления рабочим процессом, обеспечением качественного смесеобразования за счет различных видов впрыска топлива в двигатель, использованием высокоэффективных агрегатов наддува, турбокомпаундных узлов. Улучшению параметров АПД будут способствовать появление в его конструкции деталей из новых материалов. Технологии их изготовления и возможность применения мы также прорабатываем. Кроме того, важной задачей становится подготовка нормативно-технической документации по авиационным поршневым двигателям, соответствующей сегодняшним требованиям.

Преимущества перевода системы вентиляции на EC-двигатель

Поиск по категории:

• EC-двигатель
• Блок вентиляторов
• Принцип работы

30.10.2020

В системах ОВКВ вентилятор является наиболее энергоемким элементом. Модернизируя вентилятор или вентиляционную установку с помощью технологии EC-двигателей, владельцы коммерческой недвижимости могут оптимизировать использование энергии в своем здании и сократить эксплуатационные расходы. Блок вентиляторов (Fan Array System) с несколькими EC-двигателями – это одно из лучших решений для коммерческих вентиляционных установок.

В индустрии ОВКВ наблюдается тенденция к использованию ЕС-двигателей во всех типах зданий. Это объясняется простыми расчетами: ЕС-двигатели потребляют в среднем на 70% меньше энергии, чем обычные двигатели вентиляторов ОВКВ.

По данным Европейской комиссии, электродвигатель с электронной коммутацией (ЕСМ), также известный как прямоточный EC-вентилятор, может сэкономить тысячи евро за весь срок своей службы. Использование таких двигателей в блоке вентиляторов делает установку обработки воздуха еще более мощной; при этом она отличается высокой эффективностью, прекрасной управляемостью, надежностью и низким уровнем шума.

Сравнение EC-двигателя с другими типами вентиляторных двигателей

Принцип работы всех типов электродвигателей основан на противодействии двух магнитных полей. Ротор создает одно магнитное поле, а статор – другое. ЕС-двигатель вентилятора способен работать с эффективностью от 60% до 90%, в то время как эффективность двигателей переменного или постоянного тока часто не превышает 50%. Максимально возможная эффективность вентиляторных двигателей компании Swiss Rotors составляет 93%. Главное различие между тремя основными типами двигателей заключается в том, каким образом поддерживаются магнитные поля.

• Вентилятор с ЕС-двигателем – это, по сути, цифровой вентилятор. В ЕС-двигателях, разработанных компанией Swiss Rotors, для создания поля ротора используются постоянные магниты, а для создания поля статора – обмотка, управляемая электронным «коммутатором». Этому электронному управлению и обязаны ЕС-двигатели своими преимуществами. Они эффективны, работают тихо, медленнее изнашиваются, меньше нагреваются и могут принимать или отправлять сигналы на компьютер.
• Двигатели постоянного тока или щеточные двигатели используют постоянные магниты для создания поля статора. Обмотка, питаемая постоянным током, использует физические «щетки» для создания поля ротора. А ЕС-двигатели являются цифровыми, поэтому они медленнее изнашиваются и создают меньше вибраций при работе – по сравнению со щеточными двигателями.
• Двигатели переменного тока или индукционные двигатели используют обмотку, питаемую и управляемую входным напряжением переменного тока, для генерирования поля статора, которое с помощью электромагнита создает (или индуцирует) поле ротора.

Обеспечение отсутствия вибраций и гудения двигателя вентилятора переменного тока – это очень дорогостоящий процесс.

Возможности управления лучше, надежность выше

Электроника в вентиляционном EC-двигателе расширяет возможности управления и контроля. Каждый EC-двигатель имеет сложную встроенную электронику для оперативного обмена данными. ЕС-двигатель реагирует на внешние сигналы при регулировке скорости, а также посылает текущие показатели в центральную систему управления, что помогает избежать неэффективной работы или простоя. Поскольку такие двигатели управляются цифровым способом без физического контакта, ЕС-двигатели имеют более длительный срок службы, чем двигатели постоянного тока. Благодаря тому, что статор управляется электронно, двигатели не тратят энергию на возбуждение поля ротора, и, следовательно, обеспечивают лучшую производительность и управляемость, а также могут работать при более низких температурах, чем асинхронные двигатели переменного тока.

Каким образом вентиляторы с EC-двигателями сокращают расходы

У ЕС-двигателя есть множество преимуществ, но, с точки зрения эксплуатационных расходов, его главный плюс – это высокая эффективность. Электродвигатели с электронной коммутацией (ЕСМ) могут работать на малых скоростях при более низком энергопотреблении, что снижает эксплуатационные расходы, приводит к гораздо меньшему количеству ремонтных работ и более коротким срокам окупаемости первоначальных инвестиций. Повышенная энергоэффективность также означает, что ЕСМ-двигатели меньше нагреваются, что значительно снижает тепловыделение. Сокращение потерь тепла улучшает работу компрессора, что ведет к еще большей экономии энергии. В коммерческих зданиях потребление энергии часто сокращается более чем вдвое при переключении вентиляционной установки в одной и той же системе ОВКВ с двигателей переменного тока/постоянного тока на EC-двигатели.

Настройка блока вентиляторов с ЕС-двигателями

Блок вентиляторов компании Swiss Rotor – это готовое решение для систем кондиционирования воздуха с электронным управлением. С небольшими по размеру ЕС-двигателями вся вентиляционная установка может поместиться на самых скромных площадях, что позволит решить проблему нехватки места. Каждый компонент в конструкции блока вентиляторов можно переносить вручную, а монтируется установка способом, похожим на принцип LEGO. ЕС-двигатели в блоке вентиляторов Swiss Rotors работают в более имеют более широкое применение по сравнению с двигателями с ременным приводом или двигателями переменного/постоянного тока. Заказчикам нужно лишь выбрать тот вариант оборудования, который лучше всего отвечает параметрам их вентиляционной установки.

Еще немного о вентиляторных двигателях

Специалисты по обслуживанию систем ОВКВ могут помочь вам выбрать лучшую вентиляционную технологию для вашего проекта, будь то модернизация уже существующей системы или проект для нового строительства. На данный момент использование EC-двигателя в блоке вентиляторов дает лучшие показатели рентабельности по сравнению с другими типами вентиляционных двигателей. Следует отметить, что важно покупать такое оборудование у проверенных производителей. Вот почему вентиляторы компании Swiss Rotors имеют сертификаты UL и AMCA.