اصول اولیه موتور دوگانه سوز: حالت های احتراق، سوخت پایلوت و سایش سرسیلندر

یک مهندس ارشد که یک مجموعه کمکی 6000 کیلوواتی چهار زمانه را اجرا می کند، دو عدد در مقابل خود دارد. قیمت گاز تقریباً دو سوم نفت کوره بسیار کم در مسیر او است و سرسیلندری که او به تازگی از سرویس خارج کرده است دارای 12000 ساعت کارکرد با صندلی های فرسوده سوپاپ اگزوز است. این دو عدد تقریباً همه چیز را در مورد موتور دوگانه سوز توضیح می دهند.

پاسخ کوتاه ساده است. موتور دوگانه سوز یک موتور دیزلی است که می تواند با گاز به عنوان سوخت اصلی کار کند و از مقدار کمی سوخت مایع به عنوان منبع احتراق استفاده کند و هر زمان که اپراتور به آن نیاز داشت می تواند به سوخت مایع برگردد. سر سیلندر بسیار مهم است زیرا حالت گاز فشار، آزاد شدن گرما و بارگیری سوپاپ را در داخل محفظه احتراق تغییر می‌دهد، و سر سیلندر جایی است که هر سه مورد وارد می‌شوند. آنچه در ادامه می‌آید دو مسیر احتراق، هزینه واقعی سوخت پایلوت، نحوه کاهش نرخ تعویض با بار، و جزئیات قطعه‌ای را پوشش می‌دهد که تصمیم می‌گیرد که آیا سر جایگزین از حالت گاز جان سالم به در می‌برد یا خیر.

کاری که یک موتور دوگانه سوز انجام می دهد متفاوت است

یک موتور دوگانه سوز زندگی خود را به عنوان یک موتور دیزل شروع می کند. بلوک، میل لنگ، شاتون‌های اتصال و درجه قدرت در یک کلاس باقی می‌مانند و موتور اصل احتراق تراکمی را حفظ می‌کند که دیزل را در وهله اول قابل اعتماد می‌کرد. آنچه تغییر می کند سیستم تامین گاز، طراحی محفظه احتراق، نرم افزار کنترل و در اکثر تبدیل های چهار زمانه، خود سرسیلندر است.

در حالت گاز موتور گاز طبیعی را می سوزاند و در برخی از تاسیسات گاز مایع یا متانول را به عنوان منبع اصلی انرژی می سوزاند. مقدار کمی از گازوئیل یا نفت گاز دریایی به عنوان سوخت آزمایشی تزریق می شود و انرژی احتراق را تامین می کند. از آنجایی که شعله خلبان به جای معکوس، شارژ گاز و هوا را روشن می کند، موتور همان باند کارایی دیزل را حفظ می کند در حالی که تقریبا هیچ اکسید گوگردی تولید نمی کند. هنگامی که جریان گاز قطع می شود، یا زمانی که کشتی در حال مانور دادن است و اپراتور می خواهد پاسخ فوری بدهد، موتور ظرف چند سیکل احتراق به حالت دیزل باز می گردد.

اپراتورها به سه دلیل عملی دوگانه سوز را انتخاب می کنند. اولین مورد انطباق است: حالت گاز اکسیدهای نیتروژن را تقریباً 85 درصد کاهش می دهد، که محدودیت های ردیف III IMO را بدون واحد احیای کاتالیزوری انتخابی برآورده می کند. دوم هزینه: در بسیاری از مسیرها، شکاف قیمتی بین گاز طبیعی مایع و نفت کوره با گوگرد بسیار کم، هزینه سرمایه بالاتر موتور و مخزن گاز را ظرف چند سال پوشش می‌دهد. مورد سوم اختیاری است: همان موتور می تواند هر سوختی را که بازار و مقررات در آن ماه ارزانتر باشد، بسوزاند.

برای موتورهای اصلی دو زمانه بزرگ، یکی از روش‌های پرکاربرد، گاز را در اواخر حرکت فشاری با فشار بالا تزریق می‌کند، که چرخه احتراق دیزل اصلی را دست نخورده نگه می‌دارد و از از دست دادن متان نسوخته به اگزوز جلوگیری می‌کند.

سر سیلندر DONGFANG | قطعات یدکی جایگزین سازگار با موتورهای دیزلی MAN Marine مدل های سازگار: L16/24، L23/30، L23/30H، L28/32A، S26MC، L31، L35MC، S35MC، L50MC-C I. نمای کلی محصول سرسیلندرهای DONGFANG جایگزین های سازگار با شخص ثالث هستند... مشاهده محصول →

معامله در سمت تعمیر و نگهداری قرار دارد. موتورهای دوگانه سوز بیشتر از قسمت بالایی درخواست می کنند: زمان انژکتور و سوپاپ دقیق تر، تلرانس های سخت تر روی سطوح آب بندی، و سرسیلندری که به جای الگوی یک، باید با دو الگوی انتشار حرارت متفاوت کنار بیاید.

دو مسیر احتراق، دو مجموعه بار

بیشتر بحث های سوخت دوگانه به چرخه استفاده موتور در حالت گاز مربوط می شود، زیرا این انتخاب فشار گاز، مقدار سوخت پایلوت، سطح لغزش متان و بارهایی را که به سرسیلندر می رسد را تعیین می کند.

هیچ یک از مسیرها به صورت مطلق بهتر نیستند. مسیر کم فشار بر موتورهای چهار زمانه کمکی و سرعت متوسط ​​غالب است، که در آن سیستم گاز ساده تر است و فضای ماشین آلات برای آن جا دارد. مسیر فشار بالا در موتورهای اصلی دو زمانه بزرگ استفاده می شود، جایی که لغزش متان قابل قبول نیست و کمپرسور گاز قبلاً بخشی از نصب است.

سر سیلندر DONGFANG | قطعات یدکی جایگزین سازگار با Wartsila Marine Diesel En مدل های سازگار: R20، L20، R22، R25، R32 I. بررسی اجمالی محصول سرسیلندرهای DONGFANG قطعات جایگزینی با کیفیت بالا هستند که به طور مستقل توسعه یافته و تولید می شوند. مشاهده محصول →

چرا سرسیلندر بار بیشتری را در حالت گاز حمل می کند؟

حالت گاز اوج فشار سیلندر را افزایش می‌دهد و شکل منحنی انتشار گرما را تغییر می‌دهد، بنابراین عرشه آتش‌نشانی، صندلی‌های سوپاپ و قفس سوپاپ‌ها چرخه سخت‌تری را نسبت به خدمات مستقیم دیزل مشاهده می‌کنند. در تبدیل تزریق پورت، هد همچنین شیرهای ورودی گاز را حمل می کند که به معنای سوراخ های اضافی، سطوح آب بندی اضافی و مسیر دوم برای نشتی است. هرکسی که بخواهد پس‌زمینه آن قسمت را بخواهد می‌تواند بخواند سرسیلندر چگونه ساخته می شود و هر سطح چه کاری انجام می دهد .

• سختی صندلی سوپاپ و زاویه نشیمنگاه، زیرا حالت گازی دریچه های اگزوز داغ تر را در بار جزئی اجرا می کند.
• قفس سوپاپ و راهنما مناسب هستند، زیرا راهنماهای فرسوده اجازه می دهند سوپاپ تراز نشود و نشیمنگاه را از بین ببرد.
• تمیزی گذرگاه خنک کننده، زیرا یک گذرگاه نیمه مسدود به یک عرشه آتش نشانی ترک خورده تبدیل می شود.
• سوراخ های سوپاپ ورودی گاز در موتورهای تبدیل شده، که باید با مشخصات کیت تبدیل مطابقت داشته باشد.

نتیجه عملی این است که یک سر جایگزین برای یک موتور دوگانه سوز را نمی توان به تنهایی با اندازه سوراخ خریداری کرد. نسخه موتور، رتبه بندی حالت گاز و کیت تبدیل، همگی نقشه ای را که سر باید مطابقت داشته باشد، تغییر می دهد.

سهم سوخت پایلوت: هنوز چقدر دیزل مورد نیاز است

سوخت پایلوت بخشی از قبض سوخت است که اپراتورها فراموش می کنند و عدد ثابتی نیست. نمودار زیر اشتراک‌های آزمایشی معمولی را برای پنج پیکربندی نشان می‌دهد.

نمودار نشان می دهد که چه مقدار از کل انرژی هنوز باید از سوخت مایع در پنج پیکربندی رایج تامین شود. یک موتور کم فشار چهار زمانه در بار کامل تنها به حدود یک درصد سوخت پایلوت نیاز دارد، به همین دلیل است که اپراتورها حالت گاز را تقریباً به طور کامل گاز سوز می دانند. همان موتور را تا یک چهارم بار فشار دهید و سهم خلبانی تقریباً به هشت درصد می‌رسد، زیرا این مخلوط به قدری لاغر می‌شود که بدون انرژی بیشتر دیزل به‌طور قابل‌اطمینانی مشتعل نمی‌شود. موتورهای فشار قوی دو زمانه در حدود سه درصد در بار کامل کار می کنند، و بهینه سازی دیزل به گاز نزدیک به پنج درصد است زیرا سیستم های پذیرش و کنترل گاز آنها از دقت کمتری نسبت به موتورهای ساخته شده با هدف استفاده می کنند. در بار کم، رقم مقاوم‌سازی می‌تواند به پانزده درصد برسد، که برای تغییر محاسبه هزینه سوخت برای کشتی‌هایی که دوره‌های طولانی را در بندر مانور می‌دهند، کافی است.

نرخ تعویض قبل از تمام شدن بار موتور کاهش می یابد

نرخ جایگزینی سهم سوخت مایعی است که گاز در واقع جایگزین می‌شود و در محدوده بار ثابت نیست.

منحنی قرمز یک موتور دوگانه سوز کم فشار ساخته شده را نشان می دهد که حدود 40 درصد جایگزینی را در بار چهارم و تقریباً به 95 درصد در بار کامل می رسد. منحنی آبی یک موتور دیزلی را نشان می دهد که به گاز تبدیل شده است، که تقریباً 25 درصد در بار یک چهارم شروع می شود و در بار کامل به حدود 90 درصد می رسد. شکاف بین دو منحنی در بار جزئی گسترده‌تر است، دقیقاً جایی که کشتی‌ها، کشتی‌های بندری و کشتی‌های پشتیبانی فراساحلی بیشتر ساعات کار خود را سپری می‌کنند. ناوگانی که صرفه جویی را از ارقام پلاک نام در بار کامل محاسبه می کند، هر زمان که چرخه وظیفه تحت سلطه بار جزئی باشد، آنها را بیش از حد برآورد می کند. به همین دلیل است که مشخصات بار، نه رتبه موتور، باید بین موتورهای دوگانه سوز کارخانه و تبدیل را انتخاب کند.

حالت گاز با انتشار گاز چه می کند

حالت گاز هر آلاینده تنظیم شده را در مقایسه با عملکرد سوخت مایع کاهش می دهد، اما نه به همان میزان.

اکسیدهای گوگرد حدود 99 درصد کاهش می یابد زیرا گاز طبیعی تقریباً فاقد گوگرد است که به تنهایی سقف 0.50 درصد جهانی و محدودیت 0.10 درصد در مناطق کنترل انتشار را برآورده می کند. ذرات معلق تقریباً 95 درصد کاهش می‌یابند و اکسیدهای نیتروژن حدود 85 درصد کاهش می‌یابند که برای رسیدن به سطح III بدون هیچ دستگاه پس از تصفیه کافی است. دی اکسید کربن تنها حدود 22 درصد کاهش می یابد، زیرا این صرفه جویی ناشی از نسبت هیدروژن به کربن سوخت است نه از فناوری احتراق. نمودار همچنین نشان می دهد که چرا حالت گاز اغلب به عنوان یک ابزار انطباق به جای راه حل آب و هوا توصیف می شود: سود اکسید نیتروژن و گوگرد بزرگ و فوری است، در حالی که افزایش کربن متوسط ​​است. همانطور که قوانین شدت کربن سخت تر می شود، عملکرد دوگانه سوز به ناوگان کمک می کند سازگار بماند، اما به خودی خود کربن زدایی عمیق را انجام نمی دهد.

موتور دوگانه سوخت یا تبدیل هدفمند

هر دو گزینه با گاز کار می کنند، اما رفتار یکسانی ندارند، و مقایسه رادار زیر آنها را در شش معیاری که اپراتورها اغلب وزن می کنند، امتیاز می دهد.

این دو شکل از صفر تا صد در شش معیار نمره گذاری می شوند و شکل بزرگتر بهتر است. موتور ساخته شده به منظور انعطاف‌پذیری سوخت، فضای سر اکسید نیتروژن و مزایای دی اکسید کربن را نشان می‌دهد، زیرا اتاق احتراق، زمان‌بندی سوپاپ و نقشه‌های کنترل آن از ابتدا برای گاز طراحی شده بودند. این تبدیل از نظر سازگاری با مقاوم سازی امتیاز بالاتری دارد، زیرا موتور موجود را به جای تعویض آن در خدمت نگه می دارد و در صرفه جویی در هزینه سوخت رقابتی باقی می ماند. ضعیف‌ترین ناحیه برای هر دو، عمر قطعه نهایی است، زیرا حالت گاز فشار اوج را افزایش می‌دهد و انتشار گرما را تغییر می‌دهد، بنابراین صندلی‌های سوپاپ، قفس سوپاپ و عرشه آتش‌نشانی سرسیلندر سخت‌تر از سرویس دیزل مستقیم کار می‌کنند. یک تبدیل این حاشیه را بیشتر کاهش می دهد، به همین دلیل است که سرهای جایگزین برای موتورهای تبدیل شده باید همیشه به جای نقشه اصلی دیزل، با مشخصات حالت گاز بررسی شوند.

منبع یابی سرسیلندر برای ناوگان دوگانه سوز

خرید موتورهای دوگانه سوز بیشتر یک مشکل تطبیق است. همین خانواده موتورها می‌توانند در نسخه‌های دیزل، گاز کم فشار و گاز فشار بالا وجود داشته باشند، و سرسیلندر به روش‌های کوچک اما مهمی بین آنها متفاوت است: قطر آستین انژکتور، مواد صندلی سوپاپ، درگاه‌های ورودی گاز و طرح گذرگاه خنک‌کننده. سر متناسب با نسخه دیزلی موتور ممکن است از نظر فیزیکی روی نسخه گازی پیچ شود و همچنان زودتر از کار بیفتد، زیرا مواد و سختی صندلی هرگز برای حداکثر فشار بالاتر مشخص نشده است.

چک لیست قبل از سفارش کوتاه است. مدل موتور و نسخه ساخت را تأیید کنید، نه فقط حفره. بررسی کنید که آیا موتور حالت گاز کم فشار یا فشار بالا دارد. بررسی کنید که آیا سر به سوراخ های شیر ورودی گاز نیاز دارد یا خیر. زاویه نشیمن سوپاپ و سختی مورد نیاز را تأیید کنید. سپس زمان هدایت و موقعیت سهام را تأیید کنید، زیرا کشتی در انتظار یک کشتی است که درآمدی ندارد.

Zhoushan Putuo Dongfang Machinery قطعات یدکی جایگزین سرسیلندر برای موتورهای دیزل دریایی را تامین می کند که خانواده موتورهای کمکی و سرعت متوسط چهار زمانه را پوشش می دهد که در پروژه های تبدیل گاز و همچنین در خدمات دیزل معمولی ظاهر می شوند، از جمله سر سیلندر DONGFANG | قطعات یدکی جایگزین سازگار با دایهاتسو مارین دیزل ان مدل های سازگار: DL-20، DL-22، DL-26، DL-28، DL-32، 5DK-20، 6DK-20، DK-28، DS-26، PS-26H (D)، DC-18، DC-17 مشاهده محصول →

طیف کامل، از جمله واحدهای موتورهای دیزلی داخلی، در فهرست ذکر شده است کاتالوگ قطعات تعویض سرسیلندر ، جایی که هر صفحه نشان می دهد خانواده موتوری که هد با آن سازگار است.

عددی که در نهایت تصمیم می‌گیرد که آیا دوگانه سوز سود می‌کند یا خیر، سوخت به خودی خود پخش نمی‌شود، بلکه فاصله زمانی بالای تعمیر و نگهداری در پشت آن است. موتوری که 6000 ساعت در سال با حالت گاز کار می کند، سر سیلندر خود را در چرخه های حرارتی بیشتری نسبت به یک موتور دیزلی با همان وظیفه قرار می دهد، و هد در این محاسبات یک ماده مصرفی است. برنامه ریزی جایگزینی در نسخه موتور، مشخصات حالت گاز و مشخصات بار واقعی، ناوگان سوخت دوگانه را سازگار و در دسترس نگه می دارد بدون اینکه صرفه جویی در سوخت به یک شگفتی تعمیر و نگهداری تبدیل شود.