![]() |
![]() ![]() |
Литература --> Графическое определение перемещений сновение со свежей смесью, следствием чего бывают взрывы в смесительных органах. Поэтому применение желательного, с точки зрения наилучшего перемешивания газа с воздухом, смесительного резервуара становится невозможным. Смесительная камера с (фиг. 5) должна помещаться в непосредственной близости от седла всасывающего клапана /с и быть по возможности малых размеров, а подводящие газ и воздух каналы должны отделяться заслонкой. Желательно ставить предохранительные клапаны. Все Д.г.долл-ны снабжаться действующими от руки заслонками на газопроводах до связанных с регулятором смесительных органов. Эти заслонки, не влияя непосредственно на смесеобразование, должны дать возможность машинисту приспособлять процесс смесеобразования к переменному релш-му газогенератора и домны. Для подсчетов процесса образования смеси Гелленшмит рекомендует средние числа, приведенные в ![]() Фиг. 5. источником тока. Т. о., в момент отклонения рычага, т. е. в момент генерирования тока, тяга поворачивает отрывной патрон вокруг ![]() Фиг. 6. его оси и, отведя его внутренний конец от контактного патрона, размыкает цепь. Проскакивающая искра воспламеняет смесь. Несмотря на ряд преимуществ описанной системы (надежность действия, простота запального аппарата, длинная и горячая искра), с ней успешно конкурирует залшга-ние высокого напряжения. Причина лежит в следующем. Для надежного воспламенения смеси ставят по 3-4 свечи с каждой Табл. 1. - Средние числа для подсчетов процесса образования смеси. Наименование топлива Светильный газ . . Газ коксовальных печей ....... Газ дровяного генератора Ricli6 . . . Генератор)шй газ . Колошниковый .
табл. 1. Регулирование представляет одну из характернейших особенностей этих двигателей (см. Двигатели внутреннего сгорания). Зажигание в тихоходных двигателях большой мощности применяется почти исключительно низкого напряжения, так паз. отрывного действия. Б месте разрыва цепи проскакивает искра, весьма горячая даке при низких напряжениях, не превосходящих 100-150 V. Примером подобной конструкции может служ;ить аппарат фирмы Роберт Бош (фиг. 6 и 7). Сидящий иа распределительном валу в кулак к отклоняет при своем вращении рычаг р крестообразной формы. Этот рьгааг заклинен на цапфе якоря я, помещенного между HOjaocaMH 2 магнитов л, так что отклонение рычага генерирует электрич. ток. Приведение рычага в первоначальное положение осущоств.чяется двулш боковыми пружинами п. Крестообразный рычаг свободно связан длинной тягой m с отрывным патроном П, удлиненный конец к-рого, проникающий в камеру горения, действием особой пружины постоянно прилсат к контакту К патрона (фиг. 7), изолированного от стенок цилиндра и- соединенного проводом с стороны цилиндра, а необходимость синхронизации их работы делает установку зажигания низкого нанряжения слишком сложной. В противоположность этому высокое напряжение дает возможность упростить как всю установку, так и коммутацию. Повышение мощности газовых двигателей требовало весьма больших размеров цилиндра. Тиссен дошел до 1500x1 500 мм; повышение числа оборотов выше 100 в мин. представлялось нецелесооб- разп. в отношении элек- Jf трнческих аггрегатов. uj Оставался один путь- отеалт> повышение среднего индикаторного давления. Тут наметились два различи, метода: 1) исполь- Фиг. 7. зование способа так назыв. наддувки, т. е. наполнения цилиндра смесью повышенного давления (этот метод представлял опасность взрывов во всасывающем газопроводе); 2) применение более тщательной очистки цилиндров от продуктов ![]() горения, для того чтобы заполнять свежей смесью не только объем, описываемый поршнем, но и камеру сжатия. Далее, наддувку представилось возможным применить в виде дополнительного нагнетания продувочн.воздуха в цилиндр в период сжатия. Этот способ позволил увеличить коэфф. наполиепия ![]() Фиг. 8. зарядки И тем поднять среднее индикаторное давление. Т. о. мощность удалось повысить на 25--30%. При этом оказалось необходимым увеличить объем камеры сжатия, т. к. в противном случае значительно возрастают усилия в двигателе, что сокращает срок его службы, а неизбежное повышение t° процесса ведет к преждевременной вспышке. Помимо существенного значения охлаждающего эффекта, производимого продувочным воздухом на стенки, что влечет за собой понижение t° конца всасывания, описанный способ имеет еще ряд преимуществ: чистое содержание цилиндров улучшает горение и тем способствует повышению и равномерности термического кпд; механический кпд относительно улучшается; ход двигателя становится равномернее, что позволяет уменьшить вес маховика. На фиг. 8 представлены три норма.тхьные диаграммы и им соответственные, снятые со слабой пружиной: I я!- принадлежат нормальному двигателю, II и II-машине с продувкой. III и III-машине с продувкой и дутьем, т. е. нагнетанием продувочного воздуха после закрытия газового и воздушного каналов. Применяя продувочный воздух давлением в 1,25-1,30 atm, можно достигнуть увеличения наполнения на 25-30%. Действительное давление конца всасывания соответственно возрастает до 1,05 atm вместо обычных 0,95. Как видно из диаграмм, среднее индикаторное давление возрастает с 4,8 до 6,25 atm. Характерна конструкция клапана с тремя каналами (фиг. 9): по верхнему поступает продувочный воздух, по среднему-воздух для рабочей смеси, по нижнему-газ. Управление шелями а, б я в всех трех каналов достигается тремя цилиндрическими золотниками г, д и е, насаженными на стержень всасывающего клапана к. При закрытом всасывающем клапане канал а для сжатого воздуха полностью открыт и закрывается при подъеме клапана, хсогда открываются щели б я в для воздуха и газа. Регулирование при уменьшении хода происходит так, что сперва перекрывается дроссель 3 в канале для сжатого воздуха, так что двигатель работает без наддувки, а в дальнейшем происходит дросселирование газа и воздуха. Цилиндр фирмы Тиссен с подобными клапанами развивал 2 750 IP при 97 об/м. Характеристику возможностей, связанных с применением указанного метода, дает табл. 2. Табл. 2.-Результаты двухмесячногоч Испытания двух двигателей. Предмет испытания Общее число раб. часов . . Общее количество полученной энергии в силочасах . Среднее количество энергии за 24 часа в силочасах . . Средняя нагрузка (абсол.) в силочасах ....... То же в %......... Коэфф. использования двигателей в %........ Работа, полученная от использования отходящ. тепла на клеммах генератора в kWh.......... Нормальный двигатель Двигатель повышен, мощности
Эти данные относятся к двухмесячному испытанию двух двигателей Тиссена, установленных на металлург, з-де Феникс-Рурорт (Германия). Главные размеры цилиндров и число оборотов в м. в обеих машинах были одинаковы (1 300 х 1 400 мм я п=Ы), но одна PI3 них была нормальным четырехтактным двигателем, другая же-повышенной мощности. Расходы на обслуживание, воду и смазку были одинаковы; расход тепла на 1 kWh второй машины был ниже. Заслуживает быть отмеченной весьма высокая средняя нагрузка. Вопрос об использовании тепла отходящих газов возник как следствие появления машин повышенной мощности: в то время как обычные двигатели теряли с отходящими газами до 30-32% подведенного тепла, машины повышенной мощноститеряли до 50-52%. Использование отработанных газов было особенно желательно вследствие их высокой (700 - 750°) t°. Эта идея практически осуществилась в форме котлов, преимущественно типа дымогарных, отапливаем, отходящими газами. На фи г. 10 приведена схема подобного котла конструкции фирмы Тиссен. Большие Д. г. повышенной мощности позволяют рассчитывать на 1 кг пара (давление до 10-14 atm при 350-450°) с каждого эффективного силочаса, развиваемого двигателем. Используя этот пар в соответствующей машине, можно повысить термический кпд с 26-28 до 31-33%. Охлаждающая вода также подлен1:ит использованию: она может быть использована ![]() непосредственно на цели отопления или варки (в Д. г. температура воды, выходящей из водяной рубашки, доходит до 80-90°), или помощью маленькогокотла, сообщающегося с системой охлаждения, превращена в пар (до 3 aim--Тисоен), или, наконец, как то 2) Установки с использованием тепла отходящих газов. В табл. 3 приведен примерный тепловой баланс упомянутого выше двигателя Тиссена. Полагая среднюю паропроизводительность котла в 1,63 КЗ пара на каждый реально ![]() делает MAN, направлена в общий котел, отапливаемый отходящими газами. Термический кпд подобной паросиловой установки может быть доведен до 0,36, в предположении, что расход тепла при 70% нагрузки составляет лишь 2 400 Cal иа 1 силочас. Табл. 3. - Тепловой баланс двигателя Т несена. Статьи баланса В электрич. энергии на клеммах генератора В паре из котла, работающего на отходящих газах ...... В охлаждающей воде . Потери от излучения и т. п......... Нагрузка в 100% Всего подведено тепла.....I 3 500 1 120 21,6 32,0 21,4 22,0 100,0 Нагрузка в 80% 1 070 833 3 700 23,3 29,0 22,3 25,4 100,0 Парообразование в котле кг/kWli на клеммах. кг/эфф. kWb..... То же в калориях. . 1,55 1,68 1 195 1,48 1,61 1 145 Исследование экономичности газосиловых установок дает следующие результаты (по данным Ф. Бартшерера). 1) Установки без использования тепла отходящих газов. При средн. нагрузке в 86% и расходе, тепла в 3 700 Cal на 1 kWh, 100X860 оо/ Учитывая расход энергии на приведение в действие ряда вспомогательных устройств (воздушных и водяных насосов и пр.), приведенный кпд 7} необходимо понизить. По произведенным измерениям, этот дополнительный расход выражается примерно в 7-8% от общего; поэтому г? = 21,5%. отдаваемый двигателем kWh, что соответственно равняется 1160 Cal, имеем при непосредственном использовании тепла (отопление, варка): 100X860 г., оо/ . -Гбоо-ибо-/o В случае потребления пара на генерирование тока можно, при пользовании турбо-дииамо с высокими давлениями, из упомянутых 1,63 КЗ пара получить 0,338 kWh. Табл. 4. - Использование отходящего тепла газовых двигателей. Расход тепла на полезно отдаваемый kWh в Cal . . . . Кпд в %....... Расход на обслуживание на 1 нолезн. kWh в пф...... Д. г. без дополн. устройств 4 ООО 21,5 0,52 Использованное отход, тепло на 1 kWh Д. г. сиспользов. отход, тепла К! m Е- d О i КЗ Колич. тепла в Cal или пара в кг . . Расход тепла на 1 нолезн. kWli в Cal . Кпд в %...... Расход на обслуживание на 1 полези. kWh в пф.....i 0,52 1 160 1,62 4 ООО 30,3 Энергия, получ. от турбогепер. в kWli [0,338 Расход тепла на 1 полезп. kWh в Cal Кпд в %...... Расход на обслуж. иа Шолезн. к\У11впф. 3 ООО 28,6 0,52 700 0,9 4 ООО 26,1 0,58 0,100 3 630 23,7 0,52 1 860 2,52 4 ООО 40,0 0,58 0,438 2 790 32,3 0,50 Цель использования > отопление генерирование } электрич. энергии В ЭТОМ случае расход пара в турбине будет равен 4,8 тез на один kWh, и 100 X 860 X 1,338 X 0.925 с)о оо/ П- 3 705 --~S,D/o- Практикуемое в настоящее время весьма высокое давление пара повысит кпд в данном
|