Система питания предназначена для: Для чего предназначена система питания двигателя?

Для чего предназначена система питания двигателя?

Система питания топливом бензинового двигателя  предназначена для размещения и очистки топлива, а также приготовления горючей смеси определенного состава и подачи ее в цилиндры в необходимом количестве в соответствии с режимом работы двигателя (за исключением двигателей с непосредственным впрыском, система питания которых обеспечивает поступление бензина в камеру сгорания в необходимом количестве и под достаточным давлением).

Бензин, как и дизельное топливо, является продуктом перегонки нефти и состоит из различных углеводородов. Число атомов углерода, входящих в молекулы бензина, составляет 5 — 12. В отличие от дизелей в бензиновых двигателях топливо не должно интенсивно окисляться в процессе сжатия, так как это может привести к детонации (взрыву), что отрицательно скажется на работоспособности, экономичности и мощности двигателя.

Детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом. Чем больше оно, тем выше детонационная стойкость топлива и допустимая степень сжатия. У современных бензинов октановое число составляет 72—98. Кроме антидетонационной стойкости бензин должен также обладать низкой коррозионной активностью, малой токсичностью и стабильностью.

Поиск (исходя из экологических соображений) альтернатив бензину как основному топливу для ДВС привел к созданию этанолового топлива, состоящего в основном из этилового спирта, который может быть получен из биомассы растительного происхождения.

Различают чистый этанол (международное обозначение — Е100), содержащий исключительно этиловый спирт; и смесь этанола с бензином (чаще всего 85 % этанола с 15 % бензина; обозначение — Е85). По своим свойствам этаноловое топливо приближается к высокооктановому бензину и даже превосходит его по октановому числу (более 100) и теплотворной способности.

Поэтому данный вид топлива может с успехом применяться вместо бензина. Единственный недостаток чистого этанола — его высокая коррозионная активность, требующая дополнительной защиты от коррозии топливной аппаратуры.

К агрегатам и узлам системы питания топливом бензинового двигателя предъявляются высокие требования, основные из которых:

• герметичность
• точность дозирования топлива
• надежность
• удобство в обслуживании

В настоящее время существуют два основных способа приготовления горючей смеси. Первый из них связан с использованием специального устройства — карбюратора, в котором воздух смешивается с бензином в определенной пропорции. В основу второго способа положен принудительный впрыск бензина во впускной коллектор двигателя через специальные форсунки (инжекторы). Такие двигатели часто называют инжекторными.

Независимо от способа приготовления горючей смеси ее основным показателем является соотношение между массой топлива и воздуха. Смесь при ее воспламенении должна сгорать очень быстро и полностью. Этого можно достичь лишь при хорошем смешении в определенной пропорции воздуха и паров бензина.

Качество горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, который представляет собой отношение действительной массы воздуха, приходящейся на 1 кг топлива в данной смеси, к теоретически необходимой, обеспечивающей полное сгорание 1 кг топлива.

Если на 1 кг топлива приходится 14,8 кг воздуха, то такая смесь называется нормальной (а = 1). Если воздуха несколько больше (до 17,0 кг), смесь обедненная, и а = 1,10… 1,15. Когда воздуха больше 18 кг и а > 1,2, смесь называют бедной. Уменьшение доли воздуха в смеси (или увеличение доли топлива) называют ее обогащением. При а = 0,85… 0,90 смесь обогащенная, а при а < 0,85 — богатая.

Когда в цилиндры двигателя поступает смесь нормального состава, он работает устойчиво со средними показателями мощности и экономичности. При работе на обедненной смеси мощность двигателя несколько снижается, но заметно повышается его экономичность.

На бедной смеси двигатель работает неустойчиво, его мощность падает, а удельный расход топлива возрастает, поэтому чрезмерное обеднение смеси нежелательно. При поступлении в цилиндры обогащенной смеси двигатель развивает наибольшую мощность, но и расход топлива также увеличивается. При работе на богатой смеси бензин сгорает неполностью, что приводит к снижению мощности двигателя, росту расхода топлива и появлению копоти в выпускном тракте.

Карбюраторные системы питания

Рассмотрим сначала карбюраторные системы питания, которые еще недавно были широко распространены. Они более просты и дешевы по сравнению с инжекторными, не требуют высококвалифицированного обслуживания в процессе эксплуатации и в ряде случаев более надежны.

Система питания топливом карбюраторного двигателя включает в себя топливный бак 1, фильтры грубой 2 и тонкой 4 очистки топлива, топливоподкачивающий насос 3, карбюратор 5, впускной трубопровод 7 и топливопроводы. При работе двигателя топливо из бака 1 с помощью насоса 3 подается через фильтры 2 и 4 к карбюратору. Там оно в определенной пропорции смешивается с воздухом, поступающим из атмосферы через воздухоочиститель 6. Образовавшаяся в карбюраторе горючая смесь по впускному коллектору 7 попадает в цилиндры двигателя.

Топливные баки в силовых установках с карбюраторными двигателями аналогичны бакам систем питания дизелей. Отличием баков для бензина является лишь их лучшая герметичность, не позволяющая бензину вытечь даже при опрокидывании ТС. Для сообщения с атмосферой в крышке наливной горловины бака обычно устанавливают два клапана — впускной и выпускной. Первый из них обеспечивает поступление в бак воздуха по мере расходования топлива, а второй, нагруженный более сильной пружиной, предназначен для сообщения бака с атмосферой, когда давление в нем выше атмосферного (например, при высокой температуре окружающего воздуха).

Фильтры карбюраторных двигателей аналогичны фильтрам, применяемым в системах питания дизелей. На грузовых автомобилях устанавливаются пластинчато-щелевые и сетчатые фильтры. Для тонкой очистки используют картон и пористые керамические элементы. Кроме специальных фильтров в отдельных агрегатах системы имеются дополнительные фильтрующие сетки.

Топливоподкачивающий насос служит для принудительной подачи бензина из бака в поплавковую камеру карбюратора. На карбюраторных двигателях обычно применяют насос диафрагменного типа с приводом от эксцентрика распределительного вала.

В зависимости от режима работы двигателя карбюратор позволяет готовить смесь нормального состава (а = 1), а также обедненную и обогащенную смеси. При малых и средних нагрузках, когда не требуется развивать максимальную мощность, следует готовить в карбюраторе и подавать в цилиндры обедненную смесь. При больших нагрузках (продолжительность их действия, как правило, невелика) необходимо готовить обогащенную смесь.

В общем случае в состав карбюратора входят главное дозирующее и пусковое устройства, системы холостого хода и принудительного холостого хода, экономайзер, ускорительный насос, балансировочное устройство и ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала (у грузовых автомобилей). Карбюратор может содержать также эконостат и высотный корректор.

Главное дозирующее устройство функционирует на всех основных режимах работы двигателя при наличии разрежения в диффузоре смесительной камеры. Основными составными частями устройства являются смесительная камера с диффузором, дроссельная заслонка, поплавковая камера, топливный жиклер и трубки распылителя.

Пусковое устройство предназначено для обеспечения пуска холодного двигателя, когда частота вращения проворачиваемого стартером коленчатого вала невелика и разрежение в диффузоре мало. В этом случае для надежного пуска необходимо подать в цилиндры сильно обогащенную смесь. Наиболее распространенным пусковым устройством является воздушная заслонка, устанавливаемая в приемном патрубке карбюратора.

Система холостого хода служит для обеспечения работы двигателя без нагрузки с малой частотой вращения коленчатого вала.

Система принудительного холостого хода позволяет экономить топливо во время движения в режиме торможения двигателем, т. е. тогда, когда водитель при включенной передаче отпускает педаль акселератора, связанную с дроссельной заслонкой карбюратора.

Экономайзер предназначен для автоматического обогащения смеси при работе двигателя с полной нагрузкой. В некоторых типах карбюраторов кроме экономайзера для обогащения смеси используют эконостат. Это устройство подает дополнительное количество топлива из поплавковой камеры в смесительную только при значительном разрежении в верхней части диффузора, что возможно лишь при полном открытии дроссельной заслонки.

Ускорительный насос обеспечивает принудительный впрыск в смесительную камеру дополнительных порций топлива при резком открытии дроссельной заслонки. Это улучшает приемистость двигателя и соответственно ТС. Если бы ускорительного насоса в карбюраторе не было, то при резком открытии заслонки, когда расход воздуха быстро растет, из-за инерционности топлива смесь в первый момент сильно обеднялась бы.

Балансировочное устройство служит для обеспечения стабильности работы карбюратора. Оно представляет собой трубку, соединяющую приемный патрубок карбюратора с воздушной полостью герметизированной (не сообщающейся с атмосферой) поплавковой камеры.

Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя устанавливается на карбюраторах грузовых автомобилей. Наиболее широко распространен ограничитель пневмоцентробежного типа.

Инжекторные топливные системы

Инжекторные топливные системы в настоящее время применяются гораздо чаще карбюраторных, особенно на бензиновых двигателях легковых автомобилей. Впрыск бензина во впускной коллектор инжекторного двигателя осуществляется с помощью специальных электромагнитных форсунок (инжекторов), установленных в головку блока цилиндров и управляемых по сигналу от электронного блока.

При этом исключается необходимость в карбюраторе, так как горючая смесь образуется непосредственно во впускном коллекторе.

Различают одно- и многоточечные системы впрыска. В первом случае для подачи топлива используется только одна форсунка (с ее помощью готовится рабочая смесь для всех цилиндров двигателя). Во втором случае число форсунок соответствует числу цилиндров двигателя.

Форсунки устанавливают в непосредственной близости от впускных клапанов. Топливо впрыскивают в мелко распыленной виде на наружные поверхности головок клапанов. Атмосферный воздух, увлекаемый в цилиндры вследствие разрежения в них во время впуска, смывает частицы топлива с головок клапанов и способствует их испарению. Таким образом, непосредственно у каждого цилиндра готовится топливовоздушная смесь.

В двигателе с многоточечным впрыском при подаче электропитания к электрическому топливному насосу 7 через замок 6 зажигания бензин из топливного бака 8 через фильтр 5 подается в топливную рампу 1 (рампу инжекторов), общую для всех электромагнитных форсунок.

Давление в этой рампе регулируется с помощью регулятора 3, который в зависимости от разрежения во впускном патрубке 4 двигателя направляет часть топлива из рампы обратно в бак. Понятно, что все форсунки находятся под одним и тем же давлением, равным давлению топлива в рампе.

Когда требуется подать (впрыснуть) топливо, в обмотку электромагнита форсунки 2 от электронного блока системы впрыска в течение строго определенного промежутка времени подается электрический ток. Сердечник электромагнита, связанный с иглой форсунки, при этом втягивается, открывая путь топливу во впускной коллектор.

Продолжительность подачи электрического тока, т. е. продолжительность впрыска топлива, регулируется электронным блоком. Программа электронного блока на каждом режиме работы двигателя обеспечивает оптимальную подачу топлива в цилиндры.

Для того чтобы идентифицировать режим работы двигателя и в соответствии с ним рассчитать продолжительность впрыска, в электронный блок подаются сигналы от различных датчиков. Они измеряют и преобразуют в электрические импульсы значения следующих параметров работы двигателя:

• угол поворота дроссельной заслонки
• степень разрежения во впускном коллекторе
• частота вращения коленчатого вала
• температура всасываемого воздуха и охлаждающей жидкости
• концентрация кислорода в отработавших газах
• атмосферное давление
• напряжение аккумуляторной батареи
• и др.

Двигатели с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд неоспоримых преимуществ перед карбюраторными двигателями:

• топливо распределяется по цилиндрам более равномерно, что повышает экономичность двигателя и уменьшает его вибрацию, вследствие отсутствия карбюратора снижается сопротивление впускной системы и улучшается наполнение цилиндров
• появляется возможность несколько повысить степень сжатия рабочей смеси, так как ее состав в цилиндрах более однородный
• достигается оптимальная коррекция состава смеси при переходе с одного режима на другой
• обеспечивается лучшая приемистость двигателя
• в отработавших газах содержится меньше вредных веществ

Вместе с тем системы питания с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд недостатков. Они сложны и поэтому относительно дорогостоящи. Обслуживание таких систем требует специальных диагностических приборов и приспособлений.

Наиболее перспективной системой питания топливом бензиновых двигателей в настоящее время считается довольно сложная система с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания, позволяющая двигателю длительное время работать на сильно обедненной смеси, что повышает его экономичность и экологические показатели. В то же время из-за существования ряда проблем системы непосредственного впрыска пока не получили широкого распространения.

Смотрите также:

Практичное безумие Rinspeed

Пристегнись, малыш!

Распечатай мне авто

Сила тока: Тест-драйв Lexus CT-200

Стойки: нет проблем, которые нельзя решить

Вернуться к реальности

Как работает система питания бензинового двигателя?

Система питания  бензинового двигателя предназначена для хранения, очистки и подачи топлива, очистки воздуха, приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. На различных режимах работы двигателя количество и качество горючей смеси должно быть различным, и это тоже обеспечивается системой питания.

Устройство

Система питания состоит из :

-топливного бака;

-топливопроводов;

-фильтров очистки топлива;

-топливного насоса;

-воздушного фильтра;

-карбюратора.

Топливный бак – это емкость для хранения топлива. Обычно он размещается в задней, более безопасной при аварии части автомобиля. От топливного бака к карбюратору бензин поступает по топливопроводам, которые тянутся вдоль всего автомобиля, как правило, под днищем кузова.

Первая ступень очистки топлива – это сетка на топливозаборнике внутри бака. Она не дает возможности содержащимся в бензине крупным примесям и воде попасть в систему питания двигателя.

Количество бензина в баке водитель может контролировать по показаниям указателя уровня топлива, расположенного на щитке приборов.

Емкость топливного бака среднестатистического легкового автомобиля обычно составляет 40–50 литров. Когда уровень бензина в баке уменьшается до 5–9 литров, на щитке приборов загорается соответствующая желтая (или красная) лампочка – лампа резерва топлива. Это сигнал водителю о том, что пора подумать о заправке.

Топливный фильтр (как правило, устанавливается самостоятельно) – второй этап очистки топлива. Фильтр располагается в моторном отсеке и предназначен для тонкой очистки бензина, поступающего к топливному насосу (возможна установка фильтра и после насоса). Обычно применяется неразборный фильтр, при загрязнении которого требуется его замена.

Топливный насос – предназначен для принудительной подачи топлива из бака в карбюратор.

Как работает система питания бензинового двигателя?

Когда рычаг тянет шток с диафрагмой вниз, пружина диафрагмы сжимается, и над ней создается разрежение, под действием которого впускной клапан, преодолев усилие своей пружины, открывается.

Через этот клапан топливо из бака втягивается в пространство над диафрагмой. Когда рычаг освобождает шток диафрагмы (часть рычага, связанная со штоком, перемещается вверх), диафрагма под действием собственной пружины также перемещается вверх, впускной клапан закрывается, и бензин выдавливается через нагнетательный клапан к карбюратору. Этот процесс происходит при каждом повороте приводного вала с эксцентриком.

Бензин в карбюратор выталкивается только за счет усилия пружины диафрагмы при перемещении ее вверх. При заполнении карбюратора до необходимого уровня его специальный игольчатый клапан перекроет доступ бензина. Так как качать топливо будет некуда, диафрагма топливного насоса останется в нижнем положении: ее пружина будет не в силах преодолеть создавшееся сопротивление.

И лишь когда двигатель израсходует часть топлива из карбюратора, его игольчатый клапан откроется и диафрагма под действием пружины сможет втолкнуть новую порцию топлива из бензонасоса в карбюратор.

Смотрите также:

Практичное безумие Rinspeed

Пристегнись, малыш!

Распечатай мне авто

Сила тока: Тест-драйв Lexus CT-200

Стойки: нет проблем, которые нельзя решить

Вернуться к реальности

Назначение системы питания дизельного двигателя

Неплохим преимуществом дизеля, относительно бензинового двигателя, является более экономный расход топлива при большом пробеге автомобиля. Более старый бензиновый двигатель потребляет бензин уже не так экономно, как новенький. В дизельном двигателе такой проблемы практически нет.

Современные дизели по надежности не уступают бензиновым двигателям. Но приобретение их с целью экономии средств на топливо оправдывает себя лишь в том случае, если автомобиль используется долго.

Принцип работы

Как и бензиновые двигатели, дизельные моторы подразделяются на четырехтактные и двухтактные в зависимости от принципа работы.

Рабочий цикл такого двигателя состоит из четырех тактов:

1. Впуск (впрыск). На этом такте коленчатый вал поворачивается от 0 до 180-ти градусов и достигает нижней мертвой точки. Воздух попадает в цилиндр через открытый впускной клапан. В это же время выпускной клапан открывается всего на 10-15 градусов, образуя перекрытие.
2. Сжатие. Поршень, двигаясь вверх от 180-ти до 360-ти градусов, достигает верхней мертвой точки. Воздух при этом сжимается в более чем 16 раз, а впускной клапан в начале этого такта закрывается. Температура воздуха в двигателе может достигать от семисот до девятисот градусов по Цельсию.
3. Рабочий ход, расширение. Коленчатый вал вращается от 360-ти до 540-ка градусов, снова достигая нижней мертвой точки. Как известно из физики, сильно сжатый воздух нагревается до очень высоких температур, из-за чего топливо, поступающее из впускного клапана, самовоспламеняется. На этом этапе проявляется важное отличие дизеля от бензинового двигателя. Дизельное топливо начинает подаваться еще до достижения коленчатым валом верхней мертвой точки (опережение зажигания). Продукты горения толкают поршень вниз. При рабочем процессе в дизельном двигателе давление газов постоянно, и благодаря этому они способны развивать больший крутящий момент. Пропорция топливовоздушной смеси в дизеле отличается от бензинового двигателя большим количеством воздуха.
4. Выпуск. Когда коленвал поворачивается на 720 градусов, поршень выталкивает отработанные газы в открытый выпускной клапан. Газы выходят через выхлопную трубу, а весь цикл повторяется.

Назначение системы питания дизельного двигателя

Система питания в дизеле — это целый комплекс специальных устройств. Основной ее задачей является не только поступление топлива в инжекторные форсунки, но и обеспечение высокого давления при подаче. Система питания выполняет и другие важные функции:

• дозирование точно определенного количества топлива, учитывая нагрузку на двигатель в разные режимы работы;
• обеспечение эффективного впрыска топлива в фиксированный промежуток времени с необходимой интенсивностью;
• распыление и равномерное распределение горючего по всему пространству камеры сгорания в цилиндрах;
• предварительная фильтрация дизельного топлива перед подачей в насосы системы питания.

Система питания обеспечивает подачу очищенного топлива, а ТНВД (топливный насос высокого давления) дизельного двигателя сжимает его до нужного давления. Форсунки подают дизельное топливо в мелко распыленном виде в камеру сгорания

Схема устройства системы питания

В качестве примера приведена схема дизельного двигателя ЗMЗ-5143.10, устанавливаемого на автомобилях УАЗ с электрическим топливным насосом.

Основные элементы системы

Система питания дизельного двигателя состоит из основных и дополнительных элементов. Основные элементы — это: топливный бак, фильтры грубой и тонкой очистки дизельного топлива, топливоподкачивающий насос, ТНВД, инжекторные форсунки (через которые происходит впрыск топлива), трубопровод низкого давления, магистраль высокого давления и воздушный фильтр.

Дополнительные элементы могут быть различны. Среди них встречаются электрические насосы, выпуск отработавших газов, фильтры сажи и глушители. Система питания дизельного двигателя подразделяется на две группы в зависимости от устанавливаемой топливной аппаратуры: дизельная аппаратура топливоподводящая и воздухоподводящая.

В топливоподводящей аппаратуре, как правило, ТНВД и форсунки реализованы как отдельные устройства. Топливо подается в двигатель по магистралям высокого и низкого давления. В магистрали высокого давления ТНВД увеличивает давления для подачи и впрыска необходимой порции топлива в рабочую камеру сгорания.

Кроме ТНВД, в дизельном двигателе предусмотрен топливоподкачивающий насос. Он обеспечивает подачу топлива из топливного бака и пропускает горючее через фильтры тонкой и грубой очистки. Давление, создаваемое этим насосом, позволяет осуществить подачу топливо по трубопроводу низкого давления в ТНВД.

ТНВД дизельного двигателя осуществляет подачу топлива к инжекторным форсункам под высоким давлением. Подача зависит от порядка работы цилиндров дизельного мотора.

Дизельные форсунки расположены в головке блока цилиндров. Их основная задача — точное распыление горючего в камере сгорания. Предусмотрена также и дренажная система, которая выводит избытки подаваемого топлива и воздуха посредством отдельных трубопроводов. Форсунки бывают открытого и закрытого типов, но закрытый тип используется чаще. Сопла такой форсунки — это отверстие, закрываемое запорной иглой. Ключевой элемент форсунки — распылитель. Он получает одно или несколько сопловых отверстий, которые образуют факел в момент впрыска топлива.

Существует и система питания нераздельного типа, в котором ТНВД и инжекторная форсунка в своей совокупности представляют устройство насос-форсунка. Срок службы таких двигателей невелик, а создаваемый шум часто превышает заданные нормы.

Особенности системы питания турбодизеля

Система турбонаддува применяется как в дизельных, так и в бензиновых двигателях. Она предназначена для повышения их мощности без увеличения объема камеры сгорания. Топливоподводящая система в турбированных дизелях остается практически без изменений, а система подачи воздуха претерпевает существенные изменения.

Наддув происходит при помощи турбокомпрессора. Турбина потребляет энергию, выделяемую отработавшими газами. Воздух в турбокомпрессоре сжимается, охлаждается и подается в камеру сгорания дизельного двигателя. Величина этого давления классифицирует компрессоры по степени наддува (низкий, средний, высокий).

Диагностика системы питания дизельного ДВС

Диагностика системы питания дизельного двигателя проводится в специальных сервисных центрах направлена на выявление и устранение следующих неисправностей: износа поверхности цилиндров, шестеренок, звездочек, коленчатого вала, ТНВД, засорение радиатора, воздушного фильтра, каналов охлаждения, масляных каналов, повреждения маховика, клапанов и т.д.

Неисправности могут возникать самые различные. Их своевременное выявление позволит двигателю служить дольше. Основные признаки, по которым можно понять, что существует неисправность следующие: двигатель не запускается, не развивает заявленную мощность, дымит сильно, при работе возникают постукивания.

Устранение неисправностей системы питания дизельного двигателя

Если двигатель не запускается, то первым делом стоит проверить наличие топлива. При низких температурах оно может загустеть, поэтому для запуска двигателя в морозы поможет специальный подогрев дизельного топлива.

Следующей причиной может быть наличие избыточного количества воздуха в системе питания. Такие ситуации возникают вследствие негерметичности системы. Для устранения лишнего воздуха необходимо прокачать систему и устранить ее негерметичность.

Трубопроводы, заборник в баке и топливные фильтры могут быть засорены. Вода в них может замерзнуть. Необходимо отогреть их и тщательно прочистить ветошью, смоченной в горячей воде.

Если двигатель не развивает заявленную мощность и сильно дымит — то необходимо проверить воздушный фильтр на предмет засорения, проверить содержание лишнего воздуха в топливной системе, регулировку угла подачи топлива, регулировку и засоренность форсунок, неисправность насосов высокого и низкого давления.

Неисправность устраняется очисткой фильтров, прокачкой и удалением лишнего воздуха, регулировкой муфты опережения впрыска у форсунки, заменой или ремонтом насосов высокого и низкого давления, если прогрев не помогает.

Неравномерная работа двигателя возникает вследствие потери работоспособности форсунками, неисправности ТНВД или регулятора. Неисправные форсунки подлежат немедленной замене, а насос стоит отправить на ремонт.

Постукивания в двигателе возникают из-за слишком ранней подачи топлива или, наоборот, повышенной подачи. Такое возникает из-за выхода из зацепление фиксатора рейки. Для устранения необходимо отрегулировать угол начала подачи топлива или заменить рейку ТНВД.

Теперь по порядку о процессе устранения неисправностей. Отстой из топливных фильтров сливается при условии, что двигатель теплый. Сливные пробки откручиваются, и отстой сливается до тех пор, пока не начинает течь чистое топливо. Затем пробки туго завертываются, а топливная система прокачивается ручным насосом. После этого запускается двигатель. Через 3-4 минуты все воздушные пробки будут устранены. Отстой из топливных баков сливается с помощью специальных кранов аналогично.

Для промывки фильтра грубой и тонкой очистки дизельного топлива сливается топливо, снимаются колпаки и промываются чистым дизельным топливом. Затем происходит замена старых фильтрующих элементов. После сборки необходимо удостовериться в отсутствии подсоса воздуха при работающем двигателе. В противном случае болты крепления стаканов к корпусам подтягиваются вручную.

Воздушный фильтр снимается с автомобиля и извлекается фильтрующий элемент. Корпус и инерционная заслонка промываются в дизельном топливе или горячей воде, а детали продуваются сжатым воздухом, очищается сетка воздухозаборника. Поврежденные детали заменяются.

Проверяется герметичность выпускного тракта. Очистка фильтрующего элемента производится с помощью продувки сухим сжатым воздухом или промывки. Фильрующий элемент подлежит замене, если на нем имеются сквозные повреждения.

Средний срок службы фильтрующего элемента составляет около 30000 км. Его промывка должна осуществляться не более трех раз, а продувка — не более шести раз.

Смазка муфты опережения впрыскивания топлива осуществляется через одно из отверстий до проливания масла из другого отверстия. В нее заправляется 0,3 литра моторного масла.

Чтобы проверить угол опережения впрыска топлива необходимо повернуть коленчатый вал в положение, когда метка на ведущей полумуфте окажется вверху, а фиксатор войдет в отверстие на маховике. Если метки на муфте и насосе совмещены — то угол опережения впрыска корректен.

Чтобы установить угол опережения впрыска, необходимо отвернуть 3 болта ведомой полумуфты и поворотом коленчатого вала и муфты опережения добиваются совмещения меток.

Проверка форсунок на давление впрыскивания производится на специальном стенде. Величина не должна отклоняться от значения 18+0,5 мПа или 17 мПа для форсунки, отработавшей определенный срок. Форсунка должна впрыскивать туманообразное дизельное топливо, а впрыскиваемая струя должна иметь форму конуса. Если эти параметры не соблюдены — то требуется ремонт дизельных форсунок. Проверка и регулировка ТНВД тажке осуществляется специалистами по топливной аппаратуре.

Заключение

Мы рассмотрели основные узлы и агрегаты системы питания дизельного топлива и основные ее неисправности. Своевременное прохождение технического обслуживание поможет выявить и устранить эти неисправности и, как следствие, увеличить срок службы дизельного двигателя вашего автомобиля. Удачи и легких дорог!

Смотрите также:

Автомобили с пробегом: за и против

Быстроногие бегемоты

Дорогами Победы

Ford Kuga: Космолет в Сибири

Футурама. Близкие и далекие перспективы на женевском автосалоне

Что лучше: аренда или собственный автомобиль

Система питания

Система питания двигателя служит для приготовления горючей смеси из паров топлива и воздуха в определенных пропорциях, подачи ее в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов. За подачу топлива в цилиндры в современных автомобилях отвечает система впрыска топлива, основными элементами, которой являются форсунки.

Устройство системы питания

В систему питания карбюраторного двигателя входят: топлив­ный бак, фильтр-отстойник, топливопроводы, топливный насос, фильтр тонкой очистки топлива, карбюратор, воздухоочиститель, впускной трубо­провод, выпускной трубопровод, приемные трубы, глушитель, приборы контроля уровня топлива.

Работа система питания

При работе двигателя топливный насос засасывает топливо из топлив­ного бака и через фильтры подает в поплавковую камеру карбюратора. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение и воздух, пройдя через воздухоочиститель, поступает в карбюратор, где смешивается с парами топлива и в виде горючей смеси подается в цилиндр, и там, сме­шиваясь с остатками отработавших газов, образуется рабочая смесь. После совершения рабочего хода, отработавшие газы выталкиваются поршнем в выпускной трубопровод и по приемным трубам через глушитель в окру­жающую среду.

Системы питания и выпуска отработавших газов двигателя автомобиля:

1 — канал подвода воздуха к воздушному фильтру; 2 — воздушный фильтр; 3 — карбюратор; 4 — рукоятка ручного управления воздушной заслонкой; 5 — рукоятка ручного управления дроссельны­ми заслонками; 6 — педаль управления дроссельными заслонками; 7 — топливо проводы; 8 — фильтр-отстойник; 9 — глушитель; 10 — приемные трубы; 11 — выпускной трубопровод; 12 — фильтр тонкой очистки топлива; 13 — топливный насос; 14 — указатель уровня топлива; 15 — датчик указателя уровня топлива; 16 — топливный бак; 17— крышка горловины топливного бака; 18 — кран; 19 — выпускная труба глушителя.

Топливо. В качестве топлива в карбюраторных двигателях обычно ис­пользуют бензин, который получают в результате переработки нефти.

Требования, предъявляемые к бензинам:

• быстрое образование топливовоздушной смеси;

• скорость сгорания не более 40 м/с;

• минимальное коррозирующее воздействие на детали двигателя;

• минимальное отложение смолистых веществ в элементах системы питания;

• минимальное вредное воздействие на организм человека и окружаю­щую среду;

• способность длительное время сохранять свои свойства.

Автомобильные бензины в зависимости от количества легко испаряющихся фракций подразделяют на летние и зимние.

 Для автомобильных карбюраторных двигателей выпускают бензины А-76, АИ-92, АИ-98 и др. Буква «А» обозначает, что бензин автомобильный, цифра — наименьшее октановое число, характеризующее детонационную стойкость бензина. Наибольшей детонационной стойкостью обладает изооктан, (его стой­кость принимают за 100), наименьшей —  н-гептан (его стойкость равна 0). Октановое число, характеризующее детонационную стойкость бензи­на, — процентное содержание изооктана в такой смеси с н-гептаном, ко­торая по детонационной стойкости равноценна испытуемому топливу. Например, исследуемое топливо детонирует так же, как смесь 76 % изо­октана и 24 % н-гептана. Октановое число данного топлива равно 76. Октановое число определяется двумя методами: моторным и исследова­тельским. При определении октанового числа вторым методом в марки­ровке бензина добавляется буква «И». Октановое число определяет до­пустимую степень сжатия.

 

 

Топливный бак. На автомобиле устанавливают один или несколько топливных баков. Объем топливного бака должен обеспечивать 400—600 км пробега автомобиля без заправки. Топливный бак  состоит из двух сварных половинок, выполненных штамповкой из освинцованной стали. Внутри бака имеются перегородки, придающие жесткость конструкции и препятствующие образованию волн в топливе. В верхней части бака приварена наливная горловина, которая закрывается пробкой. Иногда для удобства заправки бака топливом используют выдвижную горловину с сетчатым фильтром. На верхней стенке бака крепится датчик указателя уровня топлива и топливо заборная трубка с сетчатым фильтром. В днище бака имеется резьбовое отверстие для слива отстоя и удаления механических примесей, которое закрыто пробкой. Наливную горловину бака закрывают плотно пробкой, в корпусе которой имеется два клапана — паровой и воздушный. Паровой клапан при повышении давления в баке открывается и выводит пар в окружающую среду. Воздушный клапан открывается, когда идет расход топлива и создается разрежение.

 

Топливные фильтры. Для очистки топлива от механических примесей применяют фильтры грубой и тонкой очистки. Фильтр-отстойник грубой очистки отделяет топливо от воды и крупных механических примесей. Фильтр-отстойник  состоит из корпуса, отстойника и фильтрующего элемента, который собран из пластин толщиной 0,14 мм. На пластинах имеются отверстия и выступы высотой 0,05 мм. Пакет пластин установлен на стержень и пружиной поджимается к корпусу. В собранном состоянии между пластинами имеются щели, через которые проходит топливо. Крупные механические примеси и вода собираются на дне отстойника и через отверстие пробки в днище периодически удаляются.

Топливный бак (а) и работа выпускного (б) и впускного (в) клапанов: 1— фильтр-отстойник; 2 — кронштейн крепления бака; 3 — хомут крепления бака; 4 — датчик указателя уровня топлива в баке; 5 — топливный бак; 6 — кран; 7 — пробка бака; 8 — горловина; 9 — облицовка пробки; 10 — резиновая прокладка; П — корпус пробки; 12 — выпускной клапан; 13 — пружина выпускного клапана; 14 — впускной клапан; 15 — рычаг пробки бака; 16 -пружина впускного клапана.

Фильтр-отстойник: 1 — топливо провод к топливному насосу; 2 — прокладка корпуса; 3 — корпус-крышка; 4 — топливо провод от топливного бака; 5 — прокладка фильтрующего элемента; 6 — фильтрующий элемент; 7— стойка; 8 — отстойник; 9— сливная пробка; 10 — стержень фильтрующего элемента; 11 — пружина; 12 — пластина фильтрующего элемента; 13 — отверстие в пластине для прохода очищенного топлива; 14 — выступы на пластине; 15 — отверстие в пластине для стоек; 16 — заглушка; 17 — болт крепления корпуса-крышки.

Фильтры тонкой очистки топлива с фильтрующими элементами: a — сетчатый; б — керамический; 1— корпус; 2— входное отверстие; 3— прокладка; 4— фильтрующий элемент; 5— съемный стакан-отстойник; 6 — пружина; 7— винт креплении стакана; 8— канал для отвода топлива.

Фильтр тонкой очистки. Для очистки топлива от мелких механических примесей применяют фильтры тонкой очистки , которые состоят из корпуса, стакана-отстойника и фильтрующего сетчатого или керамического элемента. Керамический фильтрующий элемент — пористый материал, обеспечивающий лабиринтное движение топлива. Фильтр удерживается скобой и винтом.
Топливо проводы соединяют приборы топливной системы и изготовляются из медных, латунных и стальных трубок.

Топливный насос системы питания

Топливный насос служит для подачи топлива через фильтры из бака в поплавковую камеру карбюратора. Применяют насосы диафрагменного типа с приводом от эксцентрика распределительного вала. Насос  состоит из корпуса, в котором крепится привод — двуплечий рычаг с пружиной, головки, где размещены впускные и нагнетательные клапаны с пружинами, и крышки. Между корпусом и головкой зажаты края диафрагмы. Шток диафрагмы к рычагу привода крепится шарнирно, что позволяет диафрагме работать с переменным ходом.
Когда двуплечий рычаг (коромысло) опускает диафрагму вниз, в полости над диафрагмой создается разрежение, за счет чего открывается впускной клапан и наддиафрагменная полость заполняется топливом. При сбегании рычага (толкателя) с эксцентрика диафрагма поднимается вверх под действием возвратной пружины. Над диафрагмой давление топлива повышается, впускной клапан закрывается, открывается нагнетательный клапан и топливо поступает через фильтр тонкой очистки в поплавковую камеру карбюратора. При смене фильтров поплавковую камеру заполняют топливом с помощью устройства для ручной подкачки. В случае выхода диафрагмы из строя (трещина, прорыв и т. п.) топливо поступает в нижнюю часть корпуса и вытекает через контрольное отверстие.

Воздушный фильтр служит для очистки воздуха, поступающего в карбюратор, от пыли. Пыль содержит мельчайшие кристаллы кварца, который, оседая на смазанных поверхностях деталей, вызывает их изнашивание.

Требования, предъявляемые к фильтрам:

• эффективность очистки воздуха от пыли;
• малое гидравлическое сопротивление;
• достаточная пылеемкость:
• надежность;
• удобство в обслуживании;
• технологичность конструкции.

По способу очистки воздуха фильтры делятся на инерционно-масляные и сухие.
Инерционно-масляный фильтр состоит из корпуса с масляной ванной, крышки, воздухозаборника и фильтрующего элемента из синтетического материала.
При работе двигателя воздух, проходя через кольцевую щель внутри корпуса и, соприкасаясь с поверхностью масла, резко изменяет направление движения. Вследствие этого крупные частицы пыли, находящиеся в воздухе, прилипают к поверхности масла. Далее воздух проходит через фильтрующий элемент, очищается от мелких частиц пыли и поступает в карбюратор. Таким образом, воздух проходит двухступенчатую очистку. При засорении фильтр промывают.
Воздушный фильтр сухого типа состоит из корпуса, крышки, воздухозаборника и фильтрующего элемента из пористого картона. При необходимости фильтрующий элемент меняют.

Система питания

 

Форсунка (инжектор), является основным элементом системы впрыска.

Назначение форсунки

Дозированная подача топлива, распыление его в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси. Форсунки нашли свое применение в системах впрыска бензиновых и дизельных двигателей. На современных автомобилях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.

Виды форсунок

Форсунки различаются в зависимости от способа осуществления впрыска топлива. Давайте рассмотрим основные виды форсунок:

• Электромагнитные форсунки;
• Электрогидравлические форсунки;
• Пьезоэлектрические форсунки.

Устройство электромагнитной форсунки

1 — сетчатый фильтр; 2 — электрический разъем; 3 – пружина; 4 — обмотка возбуждения; 5 — якорь электромагнита; 6 — корпус форсунки; 7 — игла форсунки; 8 – уплотнение; 9 — сопло форсунки.

Электромагнитная форсунка нашла свое применение на бензиновых двигателях, в том числе оборудованных системой непосредственного впрыска. Электромагнитной форсунка имеет простую конструкцию, которая включает электромагнитный клапан с иглой и соплом.

Как работает электромагнитная форсунка

Работа электромагнитной форсунки осуществляется в соответствии с заложенным алгоритмом в электронный блок управления. Электронный блок в определенный момент подает напряжение на обмотку возбуждения клапана. Вследствие этого создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло форсунки, после чего производится впрыск топлива. Когда напряжение исчезает, пружина возвращает иглу форсунки обратно на седло.

Устройство электрогидравлической форсунки

1 — сопло форсунки; 2 – пружина; 3 — камера управления; 4 — сливной дроссель; 5 — якорь электромагнита; 6 — сливной канал; 7 — электрический разъем; 8 — обмотка возбуждения; 9 — штуцер подвода топлива; 10 — впускной дроссель; 11 – поршень; 12 — игла форсунки.

Электрогидравлическая форсунка применяется на дизельных двигателях. Электрогидравлическая форсунка включает электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.

Как работает электрогидравлическая форсунка

Работа электрогидравлической форсунки основана на использовании давления топлива при впрыске. В обычном положении электромагнитный клапан закрыт и игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Давление топлива на иглу меньше давления на поршень, благодаря этому впрыск топлива не происходит.

Когда электронный блок управления дает команду на электромагнитный клапан, открывается сливной дроссель. Топливо вытекает из камеры управления через сливной дроссель в сливную магистраль. Впускной дроссель препятствует выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали, вследствие чего давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу форсунки не изменяется. Игла форсунки поднимается и происходит впрыск топлива.

Устройство пьезоэлектрической форсунки

1 — игла форсунки; 2 – уплотнение; 3 — пружина иглы; 4 — блок дросселей; 5 — переключающий клапан; 6 — пружина клапана; 7 — поршень клапана; 8 — поршень толкателя; 9 – пьезоэлектрический элемент; 10 — сливной канал; 11 — сетчатый фильтр; 12 — электрический разъем; 13 — нагнетательный канал.

Пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка) является самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива в современных автомобилях. Форсунка применяется на дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail. Основные преимущества пьезоэлектрической форсунки в точности дозировки и быстроте срабатывания. Благодаря этому пьезофорсунка обеспечивает многократный впрыск на протяжении одного рабочего цикла.

Как работает пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка)

Работа пьезофорсунки основана на изменении длины пьезокристалла при подачи напряжения. Пьезоэлектрическая форсунка состоит из: корпуса, пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана и иглы.

Пьезофорсунка работает по гидравлическому принципу. В обычном положении игла прижата к седлу силой высокого давления топлива. Электронный блок подает электрический сигнал на пьезоэлемент и его длина увеличивается, воздействуя на поршень толкателя, открывает переключающий клапан и топливо поступает в сливную магистраль. Давление над иглой падает, и за счет давления в нижней части игла поднимается, что приводит к впрыску топлива. Количество впрыскиваемого топлива зависит от длительности воздействия на пьезоэлемент и давления топлива в топливной рампе.

Система питания двигателя автомобиля

Система питания двигателя автомобиля предназначена для подачи, очистки и хра­не­ния топлива, очистки воздуха, изготовления горючей смеси и пуска ее в цилиндры двигателя. Качество и объем этой смеси при различных рабочих режимах мотора должно быть разным, что также находится в компетенции системы питания двигателя. Так как мы будем рас­смат­ри­вать работу бензиновых моторов, в качестве топлива у нас всегда будет выступать бензин. В зависимости от типа устройства, выполняющего подготовку топливовоздушной смеси, си­ло­вые агрегаты могут быть карбюраторными, инжекторными или оборудованы мо­но­впрыс­ком. Для обеспечения экономичной и надежной работы мотора, бензин должен отличаться достаточной детонационной стойкостью и хорошей испаряемостью.

Детонацией ( см. детонация двигателя ) называется очень быстрое сгорание топлива, похожее на взрыв. Работа мотора с детонацией недопустима, т.к. сопровождается ударной нагрузкой на поршневые пальцы, коренные и шатунные подшипники, местным нагревом составляющих, дымным выпуском, прогоранием клапанов и поршней, увеличением топ­лив­но­го расхода, уменьшением мощности двигателя. На появление детонации также влияют нагрузка и скоростной режим мотора, опережение зажигания, нагарообразование на головке цилиндров и поршне ( см. работа поршня ) . Антидетонационные свойства бензинового топ­ли­ва оцениваются октановой величиной. Бензин сравнивают со смесью следующих топлив: изооктан, гептан. Гептан сильно детонирует – из-за этого для него октановое число условно принимают равное нулю. Второе топливо, изооктан, слабо детонирует – октановое число для него условно принимают в 100 единиц.

Октановым числом топлива является процентное количество изооктана в такой смеси с гептаном, которая по своей детонационной стойкости равноценна применяемому топливу. К примеру, если смесь, состоящая из 24% гептана и 76% изооктана (по объему), по де­то­на­ци­он­ным качествам соответствует проверяемому бензиновому топливу, то октановое число этого бензина будет равно 76. Чем больше октановое число топлива, тем выше его стойкость к детонации.

Система питания карбюраторного двигателя

Начнем с системы питания карбюраторного двигателя. Ранее мы выяснили, что в цилиндр поступает рабочая смесь (или образуется там), а после ее сгорания образовавшиеся там газы выводятся из него наружу. Теперь рассмотрим, как и за счет чего образуется рабочая смесь и куда выводятся продукты сгорания.

Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя ( см. устройство двигателя автомобиля ) представлена ниже.

Составляющие системы питания карбюраторного двигателя:

• топливный бак;
• топливный насос;
• топливопроводы;
• фильтры очистки топлива;
• воздушный фильтр;
• инжектор или карбюратор.

 

Топливный бак – это металлическая емкость, способная вмещать от 40 до 80 литров, чаще всего монтируется в заднюю часть автомобиля ( см. топливный бак автомобиля ). Бен­зо­бак наполняется топливом через горловину, с предусмотренной трубкой для выхода воздуха в процессе заправки. Некоторые автомобили имеют бензобак, в нижней части которого на­хо­дит­ся сливное отверстие, позволяющее полностью очистить топливный бак от бензина и не­же­ла­тель­ных составляющих – мусора, воды.

Бензин, залитый в топливный бак автомобиля, проходит предварительно очистку через сетчатый фильтр, который установлен на топливозаборнике внутри бака. В бензобаке также находится датчик уровня топлива (специальный поплавок с реостатом), данные которого отображаются на щитке приборов.

Топливный насос отвечает за подачу топлива в систему впрыска, а также под­дер­жи­ва­ет необходимое рабочее давление в топливной системе ( см. топливный насос двигателя ). Данный механизм устанавливается в топливном баке и оснащен электрическим приводом. В случае необходимости может применяться дополнительный (подкачивающий) насос. В топливном баке вместе с топливным насосом устанавливается специальный датчик уровня топлива. В конструкции датчика лежит потенциометр и поплавок. Перемещение поплавка при изменении наполненности топливного бака приводит к изменению местоположения по­тен­ци­о­мет­ра. В свою очередь, это приводит к увеличению сопротивления в цепи и понижению нап­ря­же­ния на указатель топливного запаса.

Очистка поступающего топлива происходит в топливном фильтре. Современные ав­то­мо­би­ли имеют топливный фильтр со встроенным редукционным клапаном, который регулирует рабочее давление в топливной системе. Все излишки топлива по сливному топливопроводу отводятся от клапана. На силовых агрегатах с непосредственным топливным впрыском редукционный клапан не устанавливается в топливном фильтре.

Чтобы очистить топливо от различных механических примесей, используют фильтры тонкой и грубой очистки. Фильтры-отстойники, предназначенные для грубой очистки, выполняют отделение топлива от крупных механических примесей и воды. Фильтр-отстойник состоит из основного корпуса, фильтрующего элемента и отстойника. Фильтрующий элемент – это конструкция, собранная из тонких пластин, толщиной 0,14 мм. Эти пластины имеют отверстия и выступы величиной 0,05 мм. Комплект пластин установлен на стержень и с помощью пружины прижимается к корпусу. Собранные пластины имеют щели между собой, через которые проходит топливо. Вода и крупные механические примеси скапливаются на дне отстойника и через отверстие пробки удаляются.

Топливный фильтр системы топлива дизельных силовых агрегатов ( см. устройство дизельного двигателя ) имеет немного другую конструкцию, но суть работы остается ана­ло­гич­ной. С определенной периодичностью выполняется замена этого фильтра в сборе или исключительно в его фильтрующей составляющей.

Чтобы очистить топливо от мелких механических примесей, используют фильтры тонкой очистки. Данная разновидность фильтров состоит из основного корпуса, филь­тру­ю­ще­го керамического или сетчатого элемента и стакана-отстойника. Фильтрующий ке­ра­ми­чес­кий элемент – пористый материал, который обеспечивает лабиринтное движение топлива. Крепление фильтра – винт и скоба.

Топливопроводы соединяют приборы всей топливной системы и изготавливаются из латунных, стальных и медных трубок.

В системе питания двигателя топливо циркулирует по топливопроводам. Топ­ли­во­про­во­ды бывают подающие и сливные. В подающем топливопроводе поддерживается пос­то­ян­ное рабочее давление. По сливному топливопроводу все излишки топлива отходят в бак для топлива.

Воздушный фильтр предназначен для очистки от пыли поступающего в карбюратор воздуха. Пыль содержит мельчайшие кристаллики кварца, которые оседают на смазанных деталях, что в дальнейшем приводит к их износу. По способу очистки воздуха, воздушные фильтры делятся на сухие и инерционно-масляные. Инерционно-масляный фильтр в своей конструкции имеет корпус с масляной ванной, фильтрующий элемент, изготовленный из синтетического материала и воздухозаборник.

При работе мотора проходящий через кольцевую щель во внутренней части корпуса воздух соприкасается с масляной поверхностью и резко изменяет траекторию своего движения. В результате этого большие частицы пыли, находящиеся в воздухе, остаются на масляной поверхности. После этого воздух попадает в фильтрующий элемент, в котором происходит его очистка от мельчайших частичек пыли и попадает в карбюратор. Благодаря этой системе воздух проходит двойную очистку. При сильном засорении фильтр про­мы­ва­ет­ся.

Сухой воздушный фильтр состоит из корпуса, фильтрующего элемента из пористого картона и воздухозаборника. В случае необходимости фильтрующий элемент можно за­ме­нить.

Карбюратор ( см. устройство карбюратора ) – прибор, служащий для приготовления горючей смеси из воздуха и легкого жидкого топлива, для питания карбюраторных моторов. Распыляемое топливо в карбюраторе перемешивается с воздухом и затем подается в цилиндры.

Система питания инжекторного двигателя служит для образования топливно-воз­душ­ной смеси с помощью топливного впрыска.

 

 

Работа системы питания двигателя

Если вкратце рассмотреть работу системы питания двигателя, то выглядит она сле­ду­ю­щим образом.

Топливо (в данном случае бензин) за счет разрежения воздуха, создаваемого в системе при движении поршня от ВМТ к НМТ, а также с помощью топливного насоса, поступает в карбюратор автомобиля, проходя через фильтры. Топливный насос подает бензин из бака. Топливные насосы подразделяются на электрические и механические. Механические топ­лив­ные насосы устанавливаются на автомобилях с карбюраторными силовыми агрегатами. Автомобили, оборудованные электронным впрыском, оснащены электрическим насосом. В карбюраторе пары бензина смешиваюется с поступающим воздухом, образуя топливно-воздушную смесь, которая и направляется в цилиндр. После совершения рабочего цикла (сгорания смеси), поршень, двигаясь вверх, выдавливает отработавшие газы через выпускной клапан, которые в конечном итоге выпускаются в атмосферу.

Работа системы питания двигателя с системой впрыска (инжекторной) происходит аналогичным образом.

 

Рабочие режимы системы питания двигателя

 

В зависимости от дорожных условий и целей водитель может использовать разные режимы езды. Им соответствуют и определенные рабочие режимы системы питания двигателя, каждому из которых принадлежит топливно-воздушная смесь особого состава. Для каждого режима работа системы питания двигателя будет иметь свои особенности.

1. Качество смеси будет богатым при запуске холодного мотора. Потребление воздуха при этом минимальное. В данном режиме возможность движения категорически ис­клю­ча­ет­ся. В противном случае это вызовет повышенное потребление топлива и износ деталей двигателя.
2. Состав смеси будет достаточно обогащенным при использовании «холостого хода», который применяется во время движения «накатом» или работе включенного мотора в прогретом состоянии.
3. Состав смеси будет обедненным при передвижении с частичными нагрузками.
4. Состав смеси также будет обогащенным в режиме полных нагрузок при езде на вы­со­кой скорости.
5. Состав смести будет обогащенным, максимально приближенным к богатому, при езде в условиях резкого ускорения.

 

Выбор рабочих условий системы питания двигателя должен быть оправдан пот­реб­ностью движения в определенном режиме.

 

 

Система питания инжекторного двигателя

Так в наше время в автомобилях получила распространение модель инжекторных (впрысковых) двигателей, поэтому нам также необходимо рассмотреть систему питания инжекторного двигателя. Отличительной особенностью инжекторных двигателей стало отсутствие карбюратора, который заменен новыми, современными элементами системы питания двигателя. Преимущество ее еще в том, что водитель, надавливая педаль газа, регулирует только поток воздуха, поступающий в цилиндры, а состав и качество об­ра­зу­ю­щей­ся рабочей смеси контролирует встроенный в систему бортовой компьютер.

Сам принцип работы бортового компьютера системы питания инжекторного дви­га­те­ля представлен ниже.

Здесь изменен сам процесс получения топливно-воздушной смеси. Так, топливный насос вместо механического — стал электрическим и размещен непосредственно в топливном баке автомобиля. Кроме того, он подает топливо в систему сразу под высоким давлением. Топливо поступает в топливную рампу, в которой расположены форсунки. Через них бензин впрыскивается непосредственно в определенный цилиндр в заданное время, где смешивается уже с воздухом. Какое количество топлива нужно подать в конкретный цилиндр и в нужное время — определяет этот самый бортовой компьютер. На это влияет объем поступившего воздуха, температура его и двигателя, скорость вращения коленвала и т.д. Считывая все эти показатели, программа в компьютере вычисляет интервал времени, при котором срабатывает клапан на каждой форсунке, открывающий доступ бензина под давлением в цилиндры двигателя. Так осуществляется автоматически контроль подачи топлива в системе питания инжекторного двигателя. Если ДВС получил название «сердца» автомобиля, то здесь мы столкнулись с его «мозгом».

Плюсы подобных систем очевидны: экономия расхода, снижение токсичности, уве­ли­че­ние срока эксплуатации двигателя и более рациональное его использование в процессе работы. Но есть и минус – это усложнение конструкции самой системы питания инжекторного двигателя за счет увеличения электронных устройств, которые бывают очень «капризны» при перепадах температур, увеличенной влажности и значительных колебаниях при длительной езде по неровной местности (бездорожью). Однако конструкторы и здесь нашли способы минимизировать риск возникновения неисправностей в таких ситуациях.

Устройство системы питания инжекторного двигателя представлено ниже.

Здесь видны синие стрелки, показывающие направление вывода отработавших газов. Таким образом, от устройства системы питания инжекторного двигателя мы дошли до системы выпуска отработавших газов. Что она из себя представляет? Возвращаемся опять к цилиндру двигателя. После совершения рабочего хода поршня наступает такт выпуска при движении поршня от НМТ к ВМТ. При этом открывается выпускной клапан, и газы выводятся из цилиндра. Весь этот процесс сопровождается громким шумом, а сами газы — высокой скоростью вывода, температурой и токсичностью. Для комплексного решения всех этих проблем в автомобиле и предусмотрена система выпуска отработавших газов. Газы из цилиндра через выпускной коллектор попадают в нейтрализатор, выполняющий роль фильтра, а затем в глушитель. В глушителе имеется несколько последовательно соединенных камер с отверстиями. Вся конструкция эта выглядит как змеевик. Поток газов, проходя через камеры, постоянно меняя направление, глушится, то есть уменьшается шум и их температура. После чего через выхлопную трубу автомобиля они выводятся в атмосферу.

В качестве завершения знакомства с системой питания инжекторного двигателя и выпуска отработавших газов стоит упомянуть о таком нюансе. Мы выяснили, что при отсутствии подачи воздуха или топлива двигатель автомобиля не заведется или заглохнет при прерывании подачи одного из компонентов. Но, если перекрыть выпуск отработавших газов – результат будет тот же. Двигатель заглохнет, так как не будет создаваться разряжение воздуха в цилиндре. А значит ни новый поток воздуха, ни топливо поступать в него не будут. Это нашло свое применение в промышленных силовых установках на производстве, когда требуется аварийно остановить работу ДВС. Перекрытие выхлопной трубы надежно это гарантирует.

Основные мифы IBM Power Systems: x86 является отраслевым стандартом, а технология Power становится устаревшей

Сегодня на рынке существует множество неправильных представлений об IBM Power Systems, и эта серия блогов поможет развеять некоторые из самых распространенных мифов. В своем предыдущем посте я развенчал миф о том, что переход с x86 на IBM Power Systems является дорогостоящим, болезненным и рискованным. В этой статье мы рассмотрим еще один миф о том, что архитектура x86 де-факто является отраслевым стандартом для всех приложений и что Power Systems скоро устареют.

Миф против реальности

Чтобы начать разрушать этот миф, давайте рассмотрим, чем IBM Power Systems отличается от x86.

Разработано для корпоративных рабочих нагрузок. x86 предназначен для работы на разных рынках и в разных точках проектирования, от смартфонов до ноутбуков, ПК и серверов. Power Systems, с другой стороны, предназначена для высокопроизводительных корпоративных рабочих нагрузок, таких как аналитика данных, искусственный интеллект, облачные приложения и микросервисы — рабочие нагрузки, которые сегодня стимулируют инновации и цифровую трансформацию в организациях.

Ориентация на новые сегменты рынка. За прошедшие годы поставщики x86 поставили множество систем на товарные рынки, но всегда были рыночные сегменты, в которые они не могли попасть из-за ограничений архитектуры общего назначения.

Сегодня все большее число сегментов рынка, где всего несколько лет назад x86 было единственным доступным решением, сталкиваются с жесткой конкуренцией со стороны Power Systems. Рассмотрим количество клиентов, которые купили решения на базе x86 для SAP HANA, Nutanix и баз данных с открытым исходным кодом, таких как MongoDB, EDB PostgreSQL и Redis, и это лишь некоторые из них.Они не покупали решения x86, потому что они были лучшим выбором; они купили их, потому что это был выбор только . SAP HANA — отличный тому пример. Более 2500 клиентов теперь запускают это приложение в Power Systems вместо x86.

Рисунок представляет точку зрения автора на основе рыночных данных Intel

Эти приложения, а также растущий спрос на аналитику данных, инфраструктуру HPC и когнитивные решения, такие как искусственный интеллект, машинное обучение и глубокое обучение, могут быть наиболее убедительными примерами рыночных сегментов, которые x86 пытается удержать.

На переднем крае высокопроизводительных вычислений. Кроме того, два самых мощных суперкомпьютера в мире работают под управлением IBM POWER9: Summit Министерства энергетики США и Sierra в Национальной лаборатории Ок-Ридж в Теннесси и Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии.

Рост доходов. IBM Power Systems не только не вытеснилась с рынка, но и продемонстрировала рост в течение пяти кварталов подряд, обусловленный принятием клиентами последнего поколения процессоров Power, IBM POWER9.

IBM Power Systems продолжает расти

Существует ряд других причин, по которым компания Power Systems будет играть важную роль на рынке процессоров в будущем.

Приложения нового поколения. Следующее поколение приложений, стимулирующих инновации, потребует большего, чем просто универсальный процессор. AI, машинное обучение и облачные приложения используют графические процессоры, ASIC и FPGA, чтобы обеспечить мощность, необходимую для AI и аналитики нового поколения.Power Systems лидирует, сотрудничая с такими компаниями, как NVIDIA и Mellanox, для создания суперкомпьютеров последнего поколения.

Сотрудничество в отрасли. В настоящее время в OpenPOWER Foundation входят более 250 компаний, включая Google, Nvidia, Mellanox, SUSE, Micron и Inspur. Это серьезные компании, создающие серьезные решения, и они рассматривают Power как технологию, достойную долгосрочных инвестиций, которая обеспечит инновации, технологии и продукты на благо всей отрасли.

Потребность в выборе. Каждый выигрывает от выбора. Разнообразие вариантов стимулирует инновации и помогает компаниям создавать конкурентоспособные решения. Достаточно взглянуть на SAP HANA, чтобы увидеть, как изменился выбор для этого рынка. То же самое можно сказать и о таких компаниях, как Nutanix, и об инновационных данных с открытым исходным кодом и проектах, ориентированных на ИИ, таких как MongoDB и TensorFlow.

Инновации будущего

Много написано о конце закона Мура, который описывает удвоение производительности процессора каждые 24 месяца.Учитывая законы физики и миниатюризацию процессорной технологии на 50 с лишним лет, микропроцессорная промышленность не может продолжать заставлять кремниевые чипы работать быстрее, просто втискивая в них больше транзисторов.

Нам нужен прорыв в области технологических инноваций.

Как и IBM на протяжении всей своей более чем 100-летней истории, она представляет инновационный прорыв в области технологий, основанный на исследованиях, с помощью квантовых вычислений IBM Q, которые обещают стать захватывающим вариантом для вычислительной техники будущего.Но в обозримом будущем есть только три жизнеспособных варианта построения ИТ-инфраструктуры: Intel или AMD x86, IBM Power Systems и IBM System Z.

«Являются ли системы на базе x86 значительно лучше в приеме и обработке данных, чем системы конкурентов? IDC считает, что краткий ответ: нет ».

Эта цитата из отчета IDC — это вопрос, который нужно задать себе многим компаниям, когда они пересматривают свое безудержное стремление перенести все рабочие нагрузки на стандартные инфраструктурные платформы x86.

Каждое новое поколение Power Systems приносит с собой повышенную производительность, надежность, масштабируемость и безопасность. И POWER10 продолжит эту традицию и станет отличным и столь необходимым на рынке выбором для платформ x86. Масштабируемые серверы Power Syste

POWER9, разработанные для стимулирования инноваций

Сегодня большой день для IBM Power Systems. Наше первоначальное развертывание серверов POWER9 теперь завершено нашими последними предложениями.Эти масштабируемые серверы корпоративного класса сочетают в себе упрощенное управление облаком с превосходной производительностью, масштабируемостью, доступностью и безопасностью.

Знаете ли вы, что 80% компаний из списка Fortune 100 имеют IBM Power Systems? По всему миру ведущие банки, розничные торговцы, страховые и медицинские компании каждый день полагаются на IBM Power Systems, чтобы удовлетворить потребности своих клиентов.

Команда продуктов IBM Power Systems продолжает стимулировать инновации и предоставлять корпоративные серверы с высокой производительностью, масштабируемостью и безопасностью, сохраняя при этом нашу давнюю позицию самого надежного сервера в отрасли [1] и надежно защищая ваши инвестиции по мере развития вашей инфраструктуры. .Это лишь некоторые из причин, по которым заказчики продолжают поддерживать свои критически важные рабочие нагрузки с помощью IBM Power Systems.

Решайте самые сложные вычислительные задачи

Сегодня мы анонсируем два новых масштабируемых сервера корпоративного класса. Power E980, наш самый мощный, надежный и масштабируемый сервер POWER9, разработан для поддержки самых ресурсоемких в отрасли приложений, обеспечивая экономическую гибкость с помощью пулов Power Enterprise и емкости по запросу.Power E950 обеспечивает беспрецедентную производительность и масштабируемость для нашего 4-процессорного сервера с 48 ядрами POWER9 и до 16 ТБ памяти. Когда вы объединяете передовую облачную технологию IBM Power Systems, безопасность, разработанную с нуля, и системные инновации для запуска крупномасштабных критически важных приложений, эти системы становятся идеальной основой для преобразования вашей ИТ-инфраструктуры в частное или гибридное облако. .

Упрощенное корпоративное облако

Эти системы предназначены для облачных вычислений, позволяя выполнять даже самые критически важные рабочие нагрузки с большим объемом данных.PowerVM, гипервизор IBM Power Systems для данных и критически важных приложений, встроен, чтобы позволить вам динамически масштабировать вычисления и память по запросу. Это может быть основано на потребностях бизнеса, а POWER9 обеспечивает ускоренную и зашифрованную мобильность виртуальных машин в реальном времени. PowerVC, облачный менеджер IBM на основе OpenStack, упрощает управление облаком и интегрируется снизу вверх в большинство разнородных менеджеров облака, таких как VMware и IBM Cloud Private. Возможности IBM Capacity on Demand упрощают вашу инфраструктуру на основе потребления, платя только за то, что вы используете, с почти мгновенным ответом на новые требования рабочих нагрузок.Независимо от того, как выглядит ваша облачная стратегия, IBM Power Systems разработаны для поддержки вашей организации в развертывании облака по-своему без ущерба для производительности и гибкости системы.

Поставляется с защитой

IBM Power Systems имеет встроенную безопасность на уровне микросхемы и охватывает весь стек. От процессора до ОС и всего, что между ними, наши системы предназначены для обеспечения непрерывной безопасности с момента загрузки процессора.

Доступные весы

Серверы IBM POWER9 обеспечивают преимущество в производительности за счет в два раза большего количества потоков в ядрах POWER9, чем в сравнении с ядрами x86.Сократите время получения аналитических данных благодаря буферизированной памяти DDR4 объемом до 16 ТБ (E950) или до 64 ТБ (E980) для баз данных в памяти. Ускорьте работу приложений за счет увеличения пропускной способности памяти в 1,8 раза по сравнению с серверами x86. [2] Более быстрое и плавное реагирование на меняющиеся бизнес-требования и рост с помощью Capacity on Demand для процессоров и памяти.

Проверенная надежность

серверов IBM признаны ITIC самыми надежными в течение 10 ^-го года подряд с временем безотказной работы более пяти девяток ¹ .Мы являемся лидером в области корпоративных серверов. IBM придерживается более 10-летнего плана развития как для IBM i, так и для AIX и обеспечивает бинарную совместимость от выпуска к выпуску, чтобы упростить переход.

Мы по-прежнему стремимся раздвигать границы инноваций, чтобы предоставлять лучшие корпоративные решения, которые позволят вам управлять своим бизнесом и развивать его. IBM Power Systems обеспечивает отличную основу для преобразования вашей ИТ-инфраструктуры при переносе критически важных рабочих нагрузок и рабочих нагрузок с большим объемом данных в облако.

Если вы еще этого не сделали, я рекомендую вам посмотреть видео о запуске нашего старшего вице-президента по когнитивным системам Боба Пиччиано.

Посетите https://www.ibm.com/it-infrastructure/power/enterprise, чтобы узнать больше, или позвоните нам по телефону 1-866-872-3902.

[1] ITIC Глобальное серверное оборудование за 2018 г., обзор надежности ОС серверов Полугодовое обновление

1 Полугодовой обзор глобального серверного оборудования и надежности ОС серверов ITIC 2018. Максимальное время безотказной работы 99.9996% рассчитано на основе незапланированного простоя 2,0 минут / сервер / год любых платформ Linux, отличных от мэйнфреймов

[2] Пропускная способность 1,8X основана на 230 ГБ / с на сокет для POWER9 и 128 ГБ / с на сокет для масштабируемой платформы x86 Краткое описание продукта Intel

Важность реактивной мощности для системы

Введение:

• Мы всегда на практике снижаем реактивную мощность для повышения эффективности системы.Это приемлемо на каком-то уровне. Если система является чисто резистивной или емкостной, это может вызвать проблемы в электрической системе. Переменные системы питают или потребляют два вида мощности: активную мощность и реактивную мощность.
• Реальная мощность выполняет полезную работу, а реактивная мощность поддерживает напряжение, которое необходимо контролировать для обеспечения надежности системы. Реактивная мощность имеет огромное влияние на безопасность энергосистем, поскольку влияет на напряжения во всей системе.
• Найдите важное обсуждение, касающееся важности реактивной мощности и того, как полезно поддерживать нормальное напряжение в системе

Важность реактивной мощности:

• Регулировка напряжения в системе электроснабжения важна для правильной работы электроэнергетического оборудования, чтобы предотвратить такие повреждения, как перегрев генераторов и двигателей, снизить потери при передаче и поддерживать способность системы выдерживать и предотвращать падение напряжения.
• Уменьшение реактивной мощности вызывает падение напряжения, а увеличение вызывает повышение напряжения. Падение напряжения может произойти, когда система пытается обслуживать гораздо большую нагрузку, чем может выдержать напряжение.
• При понижении напряжения источника реактивной мощности при падении напряжения ток должен увеличиваться для поддержания подаваемой мощности, в результате чего система потребляет больше реактивной мощности, и напряжение падает дальше. Если ток увеличивается слишком сильно, линии передачи отключаются, вызывая перегрузку других линий и потенциально вызывая каскадные отказы.
• Если напряжение падает слишком низко, некоторые генераторы автоматически отключаются для защиты. Коллапс напряжения происходит, когда увеличение нагрузки или уменьшение мощности генерирующих или передающих мощностей вызывает падение напряжения, что вызывает дальнейшее снижение реактивной мощности от заряда конденсаторов и линии, а также дальнейшее снижение напряжения. Если снижение напряжения продолжается, это вызовет срабатывание дополнительных элементов, что приведет к дальнейшему снижению напряжения и потере нагрузки. Результатом всего этого постепенного и неконтролируемого падения напряжения является то, что система не может обеспечить реактивную мощность, необходимую для обеспечения потребности в реактивной мощности

Необходимы для контроля напряжения и реактивной мощности:

• Управление напряжением и управление реактивной мощностью — это два аспекта одной деятельности, которые поддерживают надежность и облегчают коммерческие транзакции в сетях передачи.
• В системе переменного тока (AC) напряжение контролируется путем управления производством и потреблением реактивной мощности.
• Существует три причины, по которым необходимо управлять реактивной мощностью и управляющим напряжением.
• Во-первых, оборудование потребителя и энергосистемы рассчитано на работу в диапазоне напряжений, обычно в пределах ± 5% от номинального напряжения. При низком напряжении многие типы оборудования плохо работают, лампочки дают меньше света, асинхронные двигатели могут перегреться и выйти из строя, а некоторое электронное оборудование не будет работать.Высокое напряжение может повредить оборудование и сократить срок его службы.
• Во-вторых, реактивная мощность потребляет ресурсы передачи и генерации. Чтобы максимизировать количество реальной мощности, которая может быть передана через перегруженный интерфейс передачи, потоки реактивной мощности должны быть минимизированы. Точно так же выработка реактивной мощности может ограничивать реальную мощность генератора.
• В-третьих, перемещение реактивной мощности в системе передачи приводит к потерям реальной мощности. Чтобы восполнить эти потери, необходимо обеспечить как мощность, так и энергию.
• Контроль напряжения усложняется двумя дополнительными факторами.
• Во-первых, сама передающая система является нелинейным потребителем реактивной мощности, зависящей от загрузки системы. При очень небольшой нагрузке система генерирует реактивную мощность, которую необходимо поглотить, тогда как при большой нагрузке система потребляет большое количество реактивной мощности, которую необходимо заменить. Требования к реактивной мощности системы также зависят от конфигурации генерации и передачи.
• Следовательно, требования к реактивности системы меняются во времени по мере изменения уровней нагрузки и моделей нагрузки и генерации.Основная система энергоснабжения состоит из множества единиц оборудования, любое из которых может выйти из строя в любой момент. Таким образом, система спроектирована таким образом, чтобы выдерживать потерю любого отдельного оборудования и продолжать работу, не затрагивая клиентов. То есть система разработана, чтобы противостоять единственной непредвиденной ситуации. Потеря генератора или основной линии электропередачи может иметь комбинированный эффект, заключающийся в уменьшении реактивного питания и, в то же время, перенастройке потоков, так что система потребляет дополнительную реактивную мощность.
• По крайней мере, часть реактивного источника питания должна быть способна быстро реагировать на изменение требований реактивной мощности и поддерживать приемлемые напряжения во всей системе. Таким образом, как электрическая система требует резервов реальной мощности для реагирования на непредвиденные обстоятельства, так и она должна поддерживать резервы реактивной мощности.
• Нагрузки также могут быть как действительными, так и реактивными. Реактивная часть нагрузки может обслуживаться от системы передачи. Реактивные нагрузки вызывают большее падение напряжения и реактивные потери в системе передачи, чем реальные нагрузки аналогичного размера (MVA).
• При управлении реактивной мощностью и напряжением работа системы преследует три цели.
• Во-первых, он должен поддерживать адекватное напряжение по всей системе передачи и распределения как для текущих, так и для непредвиденных условий.
• Во-вторых, он стремится минимизировать перегрузку потоков реальной мощности.
• В-третьих, он стремится минимизировать потери реальной мощности.

Базовая концепция реактивной мощности

1) Зачем нам реактивная мощность:

• Активная мощность — это энергия, необходимая для запуска двигателя, обогрева дома или освещения электрической лампочки.Реактивная мощность обеспечивает важную функцию регулирования напряжения.
• Если напряжение в системе недостаточно высокое, активная мощность не может быть подана.
• Реактивная мощность используется для обеспечения уровней напряжения, необходимых для выполнения активной работы.
• Реактивная мощность необходима для передачи активной мощности по системе передачи и распределения потребителю. Реактивная мощность требуется для поддержания напряжения для передачи активной мощности (ватт) по линиям передачи.
• Двигательные нагрузки и другие нагрузки требуют реактивной мощности для преобразования потока электронов в полезную работу.
• Когда реактивной мощности недостаточно, напряжение падает, и невозможно передать мощность, требуемую нагрузкой, по линиям ».

2) Реактивная мощность является побочным продуктом систем переменного тока

• Трансформаторам, линиям электропередачи и двигателям требуется реактивная мощность. Электродвигателям необходима реактивная мощность для создания магнитных полей для их работы.
• Трансформаторы и линии передачи имеют индуктивность, а также сопротивление

1. Оба противостоят потоку тока
2. Необходимо поднять напряжение выше, чтобы пропустить мощность через индуктивность линий
3. Если для смещения индуктивности не введена емкость

3) Как напряжения, контролируемые реактивной мощностью:

• Напряжения контролируются путем обеспечения достаточного запаса регулирования реактивной мощности для нужд питания через

1. Компенсация шунтирующего конденсатора и реактора
2. Динамическая компенсация
3. Правильный график напряжения генерации.

• Напряжениями управляют путем прогнозирования и корректировки запроса реактивной мощности от нагрузок

4) Реактивная мощность и коэффициент мощности

• Реактивная мощность присутствует, когда напряжение и ток не совпадают по фазе

1. Одна форма волны опережает другую
2. Фазовый угол не равен 0 °
3. Коэффициент мощности меньше единицы

• Измерено в вольт-амперных реактивных (VAR)
• Производится, когда форма волны тока опережает форму волны напряжения (опережающий коэффициент мощности)
• И наоборот, потребляется, когда форма волны тока отстает от напряжения (отстающий коэффициент мощности)

5) Ограничения реактивной мощности:

• Реактивная мощность не распространяется очень далеко.
• Обычно необходимо производить рядом с местом, где это необходимо
• Поставщик / источник, расположенный близко к месту потребности, находится в гораздо лучшем положении для обеспечения реактивной мощности по сравнению с источником, расположенным далеко от местоположения потребности
• Источники реактивной мощности тесно связаны с возможностью выдавать активную или активную мощность.

Реактивная мощность, вызванная отсутствием электричества — отключение электроэнергии

• Качество подачи электроэнергии можно оценить по ряду параметров.Однако наиболее важным всегда будет наличие электроэнергии, а также количество и продолжительность прерываний.
• При высоком потреблении электроэнергии потребность в индуктивной реактивной мощности увеличивается в той же пропорции. В этот момент линии передачи (которые хорошо загружены) вводят дополнительную индуктивную реактивную мощность. Местных источников емкостной реактивной мощности становится недостаточно. Необходимо отдавать больше реактивной мощности от генераторов электростанций.
• Может случиться так, что они уже полностью загружены, и реактивная мощность должна быть доставлена ​​из более отдаленных мест. Передача реактивной мощности приведет к большей нагрузке на линии, что, в свою очередь, приведет к увеличению реактивной мощности. Напряжение на стороне потребителя будет снижаться дальше. Местное управление напряжением с помощью автотрансформаторов приведет к увеличению тока (для получения той же мощности), что, в свою очередь, увеличит падение напряжения в линиях. В один момент этот процесс может пойти лавинообразно, снижая напряжение до нуля.В то же время большинство генераторов на электростанциях отключатся из-за недопустимо низкого напряжения, что, конечно, ухудшит ситуацию.
• Недостаточная реактивная мощность, приводящая к падению напряжения, была причиной крупных отключений электроэнергии во всем мире. Коллапс напряжения произошел в Соединенных Штатах во время отключения электроэнергии 2 июля 1996 г. и 10 августа 1996 г. на западном побережье
• Хотя 14 августа 2003 г. отключение электроэнергии в США и Канаде не было связано с падением напряжения, как этот термин традиционно используется инженерами энергосистем, в итоговом отчете целевой группы говорилось, что «Недостаточная реактивная мощность была проблемой при отключении электроэнергии. » и отчет также« переоценка динамики реактивного выхода системы генерации »как общий фактор среди крупных отключений в Соединенных Штатах.
• Спрос на реактивную мощность был необычно высоким из-за большого объема потоковых передач на большие расстояния, проходящих через Огайо в районы, включая Канаду, чем было необходимо для импорта энергии для удовлетворения местного спроса. Но подача реактивной мощности была низкой, потому что некоторые станции не работали и, возможно, потому, что другие станции не производили ее в достаточном количестве ».

Проблема реактивной мощности:

• Хотя реактивная мощность необходима для работы многих электрических устройств, она может оказывать вредное воздействие на бытовые приборы и другие моторизованные нагрузки, а также на электрическую инфраструктуру.Поскольку ток, протекающий через электрическую систему, превышает ток, необходимый для выполнения требуемой работы, избыточная мощность рассеивается в виде тепла, поскольку реактивный ток течет через резистивные компоненты, такие как провода, переключатели и трансформаторы. Помните, что когда расходуется энергия, вы платите. Не имеет значения, в виде тепла или полезной работы расходуется энергия.
• Мы можем определить, сколько реактивной мощности потребляют электрические устройства, измерив их коэффициент мощности, соотношение между активной и реальной мощностью.Коэффициент мощности 1 (то есть 100%) в идеале означает, что вся электрическая мощность используется для реальной работы. Дома обычно имеют общий коэффициент мощности в диапазоне от 70% до 85%, в зависимости от того, какие приборы могут работать. В новых домах с новейшими энергоэффективными приборами общий коэффициент мощности может составлять 90%.
• Электроэнергетические компании корректируют коэффициент мощности вокруг промышленных комплексов, или они будут требовать этого от нарушителя, либо они будут взимать плату за реактивную мощность.Электрокомпании не беспокоят бытовые услуги, потому что влияние на их распределительную сеть не такое серьезное, как в промышленно развитых регионах. Однако верно то, что коррекция коэффициента мощности помогает электроэнергетической компании за счет снижения спроса на электроэнергию, тем самым позволяя им удовлетворять потребности в обслуживании в других местах.
• Коррекция коэффициента мощности не приведет к увеличению счета за электроэнергию и не нанесет вреда вашим электрическим устройствам. Эта технология уже много лет успешно применяется в промышленности.При правильном размере коррекция коэффициента мощности повысит электрический КПД и долговечность индуктивных нагрузок. Коррекция коэффициента мощности может иметь неблагоприятные побочные эффекты (например, гармоники) на чувствительном промышленном оборудовании, если с ней не будут работать знающие и опытные специалисты. Коррекция коэффициента мощности в жилых домах ограничена мощностью электрической панели (макс. 200 А) и не чрезмерно компенсирует индуктивные нагрузки в домах. Повышение эффективности электрических систем снижает потребность в энергии и ее воздействие на окружающую среду

Влияние реактивной мощности в различных элементах энергосистемы:

1) Поколение:

• Основная функция генератора электроэнергии — преобразовывать топливо в электрическую энергию.Почти все генераторы также имеют значительный контроль над напряжением на клеммах и выходной реактивной мощностью.
• Способность генератора обеспечивать реактивную поддержку зависит от его реальной выработки электроэнергии. Как и у большинства электрического оборудования, генераторы ограничены своей пропускной способностью по току. При напряжении, близком к номинальному, эта способность становится пределом в МВА для якоря генератора, а не ограничением в МВт.
• Производство реактивной мощности связано с увеличением магнитного поля для повышения напряжения на клеммах генератора.Увеличение магнитного поля требует увеличения тока во вращающейся обмотке возбуждения. Поглощение реактивной мощности ограничивается структурой магнитного потока в статоре, что приводит к чрезмерному нагреву железа на конце статора, что является пределом нагрева сердечника.
• Синхронизирующий крутящий момент также уменьшается при поглощении большого количества реактивной мощности, что также может ограничивать возможности генератора, чтобы снизить вероятность потери синхронизации с системой.
• Первичный двигатель генератора (например,g., паровая турбина) обычно проектируется с меньшей мощностью, чем у электрического генератора, что приводит к ограничению первичного двигателя. Разработчики понимают, что генератор будет вырабатывать реактивную мощность и поддерживать напряжение системы большую часть времени . Наличие первичного двигателя, способного доставлять всю механическую мощность, которую генератор может преобразовывать в электричество, когда он не производит и не поглощает реактивную мощность, приведет к недостаточному использованию первичного двигателя.
• Для производства или поглощения дополнительных VAR сверх этих пределов потребуется уменьшение реальной выходной мощности устройства.Управление реактивной мощностью и напряжением на клеммах генератора обеспечивается регулировкой постоянного тока во вращающемся поле генератора. Управление может быть автоматическим, непрерывным и быстрым.
• Характеристики, присущие генератору, помогают поддерживать напряжение в системе. При любой данной настройке поля генератор имеет определенное напряжение на клеммах, которое он пытается удерживать. Если напряжение в системе падает, генератор подает в энергосистему реактивную мощность, стремясь повысить напряжение в системе.Если напряжение в системе возрастает, реактивная мощность генератора упадет, и в конечном итоге реактивная мощность будет поступать в генератор, стремясь к снижению напряжения системы. Регулятор напряжения усиливает это поведение, направляя ток возбуждения в соответствующем направлении для получения желаемого напряжения системы.

2) Синхронные конденсаторы:

• Каждая синхронная машина (двигатель или генератор) с управляемым полем имеет характеристики реактивной мощности, описанные выше.
• Синхронные двигатели иногда используются для обеспечения динамической поддержки напряжения в энергосистеме, поскольку они обеспечивают механическую мощность для своей нагрузки. Некоторые турбины внутреннего сгорания и гидроагрегаты спроектированы таким образом, чтобы генератор мог работать без механического источника энергии просто для обеспечения реактивной мощности энергосистемы, когда реальная выработка электроэнергии недоступна или не требуется. Синхронные машины, которые предназначены исключительно для обеспечения реактивной поддержки, называются синхронными конденсаторами.
• Синхронные конденсаторы обладают всеми преимуществами генераторов по быстродействию и управляемости без необходимости строительства остальной части электростанции (например, оборудования для транспортировки топлива и котлов). Поскольку это вращающиеся машины с движущимися частями и вспомогательными системами, они могут потребовать значительно большего обслуживания, чем статические альтернативы. Они также потребляют активную мощность, равную примерно 3% от номинальной реактивной мощности машины.

3) Конденсаторы и индукторы:

• Конденсаторы и индукторы (иногда называемые реакторами) — это пассивные устройства, которые генерируют или поглощают реактивную мощность.Они достигают этого без значительных потерь реальной мощности или эксплуатационных расходов.
• Выход конденсаторов и катушек индуктивности пропорционален квадрату напряжения . Таким образом, конденсаторная батарея (или катушка индуктивности) на 100 МВАр будет производить (или поглощать) только 90 МВАр, когда напряжение падает до 0,95 о.е., но она будет производить (или поглощать) 110 МВАр, когда напряжение повышается до 1,05 о.е. Это соотношение полезно, когда для удержания напряжения используются катушки индуктивности.
• Катушка индуктивности поглощает больше при самых высоких напряжениях и при наибольшей потребности в устройстве.Эта связь неудачна для более распространенного случая, когда конденсаторы используются для поддержания напряжения. В крайнем случае напряжение падает, и конденсаторы вносят меньший вклад, что приводит к дальнейшему снижению напряжения и еще меньшей поддержке со стороны конденсаторов; в конечном итоге происходит падение напряжения и отключение питания.
• Катушки индуктивности — это дискретные устройства, предназначенные для поглощения определенного количества реактивной мощности при определенном напряжении. Они могут быть включены или выключены, но не имеют переменного управления.
• Конденсаторные батареи состоят из отдельных емкостей конденсатора, обычно на 200 кВАр или меньше каждая.Банки подключаются последовательно и параллельно, чтобы получить желаемое напряжение конденсаторной батареи и номинальную емкость. Как и катушки индуктивности, конденсаторные батареи представляют собой дискретные устройства, но они часто имеют несколько ступеней для обеспечения ограниченного количества регулируемых параметров, что делает их недостатком по сравнению с синхронным двигателем.

4) Статические компенсаторы VAR: (SVC)

• SVC сочетает в себе обычные конденсаторы и катушки индуктивности с возможностью быстрого переключения.Переключение происходит во временном интервале субцикла (т.е. менее чем за 1/60 секунды), обеспечивая непрерывный диапазон управления. Диапазон может быть изменен от поглощения до выработки реактивной мощности. Следовательно, элементы управления могут быть разработаны для обеспечения очень быстрой и эффективной поддержки реактивной мощности и управления напряжением.
• Поскольку в SVC используются конденсаторы, их реактивная способность снижается так же, как и падение напряжения. Они также не способны выдерживать кратковременную перегрузку генераторов и синхронных конденсаторов.Для приложений SVC обычно требуются фильтры гармоник, чтобы уменьшить количество гармоник, вводимых в энергосистему.

5) Статические синхронные компенсаторы: (STATCOM)

• STATCOM — это твердотельное шунтирующее устройство, которое генерирует или поглощает реактивную мощность и является одним из членов семейства устройств, известных как гибкая система передачи переменного тока.
• STATCOM похож на SVC по скорости реакции, возможностям управления и использованию силовой электроники.Однако вместо использования обычных конденсаторов и катушек индуктивности в сочетании с быстродействующими переключателями, STATCOM использует силовую электронику для синтеза выходной реактивной мощности. Следовательно, производительность обычно симметрична, обеспечивая столько же производительности, сколько и поглощение.
• Твердотельный характер STATCOM означает, что, как и в SVC, элементы управления могут быть спроектированы для обеспечения очень быстрого и эффективного управления напряжением. Несмотря на отсутствие кратковременной перегрузочной способности генераторов и синхронных конденсаторов, емкость STATCOM не страдает так серьезно, как SVC и конденсаторы, от пониженного напряжения.
Статкомы
• имеют ограничение по току, поэтому их способность MVAR линейно реагирует на напряжение, в отличие от отношения квадрата напряжения SVC и конденсаторов. Этот атрибут значительно увеличивает полезность СТАТКОМов в предотвращении падения напряжения.

6) Распределенная генерация:

• Распределение ресурсов генерации по энергосистеме может иметь положительный эффект, если генерация имеет возможность поставлять реактивную мощность.Без этой возможности управления выходной реактивной мощностью производительность системы передачи и распределения может ухудшиться.
• Индукционные генераторы были привлекательным выбором для небольших, подключенных к сети генераторов, прежде всего потому, что они относительно недороги. Они не требуют синхронизации и обладают механическими характеристиками, которые подходят для некоторых приложений (например, ветра). Они также поглощают реактивную мощность, а не генерируют ее, и не поддаются контролю. Если выходная мощность генератора колеблется (как ветер), реактивная нагрузка генератора также колеблется, усугубляя проблемы управления напряжением для системы передачи.
• Индукционные генераторы могут быть компенсированы статическими конденсаторами, но эта стратегия не решает проблему флуктуаций и не обеспечивает управляемую поддержку напряжения. Многие ресурсы распределенной генерации теперь подключаются к сети через твердотельную силовую электронику, что позволяет изменять скорость первичного двигателя независимо от частоты энергосистемы. Что касается ветра, то использование твердотельной электроники может улучшить захват энергии.
• Для газовых микротурбин оборудование силовой электроники позволяет им работать на очень высоких скоростях.Фотоэлектрические устройства генерируют постоянный ток и требуют инверторов для подключения к энергосистеме. Устройства накопления энергии (например, батареи, маховики и сверхпроводящие магнитные накопители энергии) также часто бывают распределенными и требуют твердотельных инверторов для взаимодействия с сетью. Это более широкое использование твердотельного интерфейса между устройствами и энергосистемой дает дополнительное преимущество, обеспечивая полный контроль реактивной мощности, аналогичный таковому у STATCOM.
• Фактически, большинство устройств не обязательно должны обеспечивать активную мощность, чтобы был доступен полный диапазон реактивного управления.Первичный двигатель поколения, например турбина, может выйти из строя, пока реактивный компонент полностью исправен. Это технологическое развитие (твердотельная силовая электроника) превратило потенциальную проблему в преимущество, позволив распределенным ресурсам внести свой вклад в управление напряжением.

7) Сторона трансмиссии:

• Неизбежным следствием работы нагрузок является наличие реактивной мощности, связанной с фазовым сдвигом между напряжением и током.
• Некоторая часть этой мощности компенсируется на стороне клиента, а остальная часть загружает сеть. Контракты на поставку не требуют, чтобы cosφ был равен единице. Реактивная мощность также используется владельцем линии электропередачи для управления напряжением.
• Реактивная составляющая тока добавляет к току нагрузки и увеличивает падение напряжения на полном сопротивлении сети . Регулируя поток реактивной мощности, оператор изменяет падение напряжения в линиях и, таким образом, напряжение в точке подключения потребителя.
• Напряжение на стороне потребителя зависит от всего, что происходит на пути от генератора до нагрузки потребителя. Все узлы, точки подключения других линий электропередачи, распределительные станции и другое оборудование вносят свой вклад в поток реактивной мощности.
• Сама линия передачи также является источником реактивной мощности. Линия, открытая на другом конце (без нагрузки), похожа на конденсатор и является источником емкостной (опережающей) реактивной мощности. Продольные индуктивности без тока не намагничиваются и не вносят никаких реактивных составляющих.С другой стороны, когда линия проводит большой ток, преобладает вклад продольных индуктивностей, и сама линия становится источником индуктивной (запаздывающей) реактивной мощности. Для каждой линии может быть рассчитано характерное значение потока мощности.
• Если передаваемая мощность больше, чем предварительно определенное значение, линия будет вводить дополнительную индуктивную реактивную мощность, а если она ниже предварительно определенного значения, линия будет вводить емкостную реактивную мощность. Предварительно определенное значение зависит от напряжения: для линии 400 кВ составляет около 32% от номинальной мощности передачи, для линии 220 кВ — около 28%, а для линии 110 кВ — около 22%.Процент будет меняться в зависимости от параметров строительства.
• Реактивная мощность, вносимая самими линиями, действительно мешает оператору системы передачи. Ночью, когда спрос невелик, необходимо подключать параллельные реакторы для потребления дополнительной емкостной реактивной мощности линий. Иногда возникает необходимость отключить малонагруженную линию (что определенно влияет на надежность системы). В часы пик не только нагрузки потребителей вызывают большие падения напряжения, но и индуктивная реактивная мощность линий увеличивает общий поток мощности и вызывает дальнейшие падения напряжения.
• Регулирование напряжения и реактивной мощности имеет некоторые ограничения. Большая часть реактивной мощности вырабатывается в агрегатах электростанции. Генераторы могут обеспечивать плавно регулируемую опережающую и запаздывающую реактивную мощность без каких-либо затрат на топливо.
• Однако реактивная мощность занимает генерирующую мощность и снижает выработку активной мощности. Кроме того, не стоит передавать реактивную мощность на большие расстояния (из-за потерь активной мощности). Контроль, обеспечиваемый «в пути» в линии передачи, узлах связи, распределительной станции и других точках, требует установки конденсаторов или \ и реакторов.
• Часто используются с системой переключения ответвлений трансформатора. Диапазон регулирования напряжения зависит от их размера. Управление может состоять, например, в повышении напряжения трансформатора и последующем уменьшении его за счет протекания реактивных токов.
• Если напряжение трансформатора достигает наивысшего значения и все конденсаторы работают, то напряжение на стороне потребителя не может быть увеличено. С другой стороны, когда требуется снижение, предел устанавливается максимальной реактивной мощностью реакторов и самым низким ответвлением трансформатора.

Методы оценки для управления напряжением и реактивной мощностью:

• Планировщики передачи и распределения должны заранее определить требуемый тип и место реактивной коррекции.

1) Поддержка статического и динамического напряжения

• Требуемый тип компенсации реактивной мощности зависит от времени, необходимого для восстановления напряжения.
• Static Compensation идеально подходит для секундных и минутных ответов.(Конденсаторы, реакторы, переключатели).
• Dynamic Compensation идеально подходит для мгновенного отклика. (конденсаторы, генераторы)
• Для поддержания уровней напряжения в приемлемом диапазоне необходим правильный баланс статического и динамического напряжения.

2) Реактивные запасы при различных условиях эксплуатации

• Конденсаторы, реакторы и конденсаторы системы должны работать для обеспечения нормальной реактивной нагрузки.По мере увеличения нагрузки или после возникновения непредвиденных обстоятельств следует включать дополнительные конденсаторы или снимать реакторы для поддержания приемлемого напряжения системы.
• Реактивная способность генераторов должна быть в основном зарезервирована на случай непредвиденных обстоятельств в системе сверхвысокого напряжения или для поддержки напряжений в экстремальных условиях эксплуатации системы.
• Схемы сброса нагрузки должны быть реализованы, если желаемое напряжение недостижимо, брошенные резервы реактивной мощности

3) Координация напряжения

• Реактивные источники должны быть скоординированы, чтобы гарантировать, что адекватные напряжения поддерживаются повсюду в соединенной системе во всех возможных состояниях системы.Поддержание приемлемого напряжения системы включает координацию источников и приемников, в том числе:

1. График напряжения завода
2. Настройки отводов трансформатора
3. Настройки реактивного устройства
4. Схемы отключения нагрузки.

• Последствия несогласованности из вышеуказанных операций будут включать:

1. Повышенные потери реактивной мощности
2. Снижение реактивного запаса для непредвиденных обстоятельств и условий экстремальной легкой нагрузки
3. Чрезмерное переключение шунтирующих конденсаторов или реакторов
4. Повышенная вероятность условий падения напряжения.

• График напряжения установки: Каждая электростанция должна поддерживать определенное напряжение на системной шине, к которой она подключена. Назначенный график позволит энергоблоку нормально работать:

1. В середине диапазона реактивной способности при нормальных условиях
2. На верхнем пределе диапазона своей реактивной способности во время чрезвычайных ситуаций
3. «Недостаточно возбужден» или поглощает реактивную мощность в условиях крайне легкой нагрузки.

• Настройки ответвлений трансформатора: Отводы трансформатора должны быть согласованы друг с другом и с графиками напряжения ближайшей генерирующей станции.
• Отводы трансформатора должны быть выбраны так, чтобы вторичные напряжения оставались ниже установленных для оборудования пределов в условиях небольшой нагрузки.
• Настройки реактивного устройства: Конденсаторы в сетях низкого напряжения должны быть настроены на включение, чтобы поддерживать напряжение во время пиковых и аварийных условий. И «Выкл», когда больше не требуются поддерживающие уровни напряжения.
• Схемы отключения нагрузки: Схемы отключения нагрузки должны быть реализованы как «последнее средство» для поддержания приемлемого напряжения.

4) Контроль напряжения и реактивной мощности

• Требует координации работы по всем дисциплинам передачи и распределения.
• Трансмиссия должна:

1. Прогноз реактивного спроса и требуемой резервной маржи
2. Спроектировать, спроектировать и установить требуемый тип и место реактивной коррекции
3. Поддерживайте реактивные устройства для надлежащей компенсации
4. Обслуживание счетчиков для обеспечения точных данных
5. Порекомендуйте правильную схему сброса нагрузки, если необходимо.

1. Полная компенсация распределительных нагрузок до того, как будет учтена компенсация реактивной мощности передачи
2. Поддерживайте реактивные устройства для надлежащей компенсации
3. Обслуживание счетчиков для обеспечения точных данных
4. Установить и испытать схемы автоматического отключения нагрузки при пониженном напряжении

Артикул:

1. Самир Агановиш,
2. Зоран Гаджиш,
3. Grzegorz Blajszczak- Варшава, Польша,
4. Джанфранко Chicco
5. Роберт П.O’Connell-Williams Power Company
6. Harry L. Terhune-American Transmission Company,
7. Авраам Ломи, Фернандо Альварадо, Благой Борисов, Лоуренс Д. Кирш
8. Роберт Томас,
9. НАЦИОНАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ НА ДУБ-РИДЖ

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

О Джинеше.Пармар (B.E, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Джигнеш Пармар закончил M.Tech (Power System Control), B.E (Electrical). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Членский номер: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в сфере передачи, распределения, обнаружения кражи электроэнергии, технического обслуживания и электротехнических проектов (планирование-проектирование-технический обзор-координация-выполнение). В настоящее время он является сотрудником одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия.Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Электрическое зеркало», «Электрическая Индия», «Освещение Индии», «Умная энергия», «Industrial Electrix» (Австралийские публикации в области энергетики). Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные базовые электрические программы Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE. Он технический блоггер и знает английский, хинди, гуджарати, французский языки. Он хочет поделиться своим опытом и знаниями и помочь техническим энтузиастам найти подходящие решения и обновиться по различным инженерным темам.

4 Электроника малой мощности и дизайн | Энергоэффективные технологии для спешенного солдата

ток утечки (в амперах) от инжекции подложки и подпороговых эффектов. P _ext = мощность, необходимая для управления внешними нагрузками, такими как параметры корпуса, межкристальные соединения и т. Д.

Общую мощность ( P ) можно явно минимизировать, понизив общее напряжение ( В, ).Более низкие напряжения будут естественным результатом меньших размеров элементов, работающих при более низких напряжениях. Напряжение может быть дополнительно уменьшено для фиксированных минимальных геометрических размеров. Однако скорость устройства резко снижается по мере того, как напряжение приближается к пороговому значению, что приемлемо только до тех пор, пока достигаются цели производительности. Пороговые напряжения могут быть снижены до тех пор, пока сохраняется адекватный запас по шуму, и пока подпороговые токи не увеличивают рассеяние энергии.

Емкость также будет уменьшаться по мере уменьшения размеров элемента.Эффективная емкость ( A, · C, ) может быть дополнительно уменьшена путем изменения конструкции. Например, поскольку энергия рассеивается только во время переходов, можно выбрать логические функции для минимизации переходов. Точно так же можно выбрать логический стиль (например, статическая или динамическая реализация), чтобы минимизировать переходы, включая дополнительные переходы или «сбои», вызванные временными задержками между логическими сигналами.

Второй член в уравнении ( A · I _sw · В ) является результатом рассеяния энергии в цепи постоянного тока между В, и землей, которая существует кратковременно во время переключения, когда разница между В , и пороговое напряжение PMOS превышает пороговое напряжение NMOS.Токи короткого замыкания являются наибольшими, когда время нарастания / спада на входе затвора намного больше, чем на выходе. Токи можно минимизировать, уравновешивая время фронта на входе и выходе.

Третий член в уравнении ( I _утечка · В ) возникает из-за энергии, рассеиваемой из-за тока утечки, который состоит из двух компонентов. Во-первых, это утечка диода обратного смещения на стоках транзисторов, которая, хотя и небольшая для каждого затвора, может оказать значительное влияние на систему, которая преимущественно находится в состоянии ожидания, поскольку она рассеивает энергию даже в отсутствие переключения.Вторая составляющая тока утечки — это допороговая утечка, которая вызвана диффузией носителей между истоком и стоком. Эти компоненты тока утечки являются функцией реализации устройства, на которую влияет технология изготовления полупроводников.

Первый член в уравнении (1) ( A · C · f · V ² ) является мерой производительности устройства и представляет собой заряд, передаваемый на емкость нагрузки цепи.Для максимальной эффективности и производительности произведение C · f · V , которое известно как зарядный ток ( I _drive ), должно быть высоким. При этом следует минимизировать токи утечки. Ток возбуждения является функцией напряжения питания ( В, ) и порогового напряжения транзистора, которое определяется технологией. Хотя подробное обсуждение взаимосвязи порогового напряжения с I _{приводом} , I _sw и I _{утечкой} выходит за рамки этого отчета, следует отметить, что технологические параметры производства, I _привод могут быть увеличены, а I _sw и I _утечка минимизирована.Таким образом, простая цель оптимизации производительности и снижения требований к мощности — максимальное увеличение коэффициента

.

Ошибка сервера | Вудворд

МЕНЮ ЗАКРЫТЬ

Авторизоваться

• Около
• Карьера
• Инвесторам
• Связаться с нами
• электронный бизнес

• Продукты Продукты Срабатывание
  • Аэрокосмическая промышленность
  • Электрический
  • Гидравлический
  • Сервоклапаны
  Горение
  • Системы сгорания
  • Подача топлива
  • Системы зажигания
  Управление
  • Аэрокосмическая промышленность
  • Компрессоры
  • Двигатели
  • Силовая электроника
  • Управление питанием
  • Реле защиты
  • Системы безопасности
  • Программное обеспечение
  • Турбины
  Губернаторы
  • Аэрокосмическая промышленность
  • Двигатель
  • Турбина
  Насосы
  • Топливо
  • Гидравлический
  • Смазка и мусор
  Датчики
  • Горение
  • Позиция
  • Скорость
  Клапаны
  • Воздух
  • Газ
  • Жидкость
  • Вода
  Запуск UAT
  • Продукты команды
• Приложения Приложения Управление самолетом
  • Управление полетной кабиной
  • Срабатывание
  • Система TRAS
  Авиационная турбина
  • Системы управления
  • Системы сгорания
  Промышленный двигатель
  • Дизель
  • Двойной
  • Газ
  Промышленная турбина
  • Газ
  • Гидро
  • морской
  • Защита
  • Пар
  Вращающееся оборудование
  • Компрессоры
  • Насосы
  • Турбо-расширители
  Генератор энергии
  • Системы управления
  • Распределение
  • Защита
  Возобновляемая энергия
  • Хранилище энергии
  • ветер
• Промышленность Промышленность Аэрокосмическая промышленность
  Промышленное
  • Нефтяной газ
  • Нефтехимия
  • Технологические установки
  Военные
  • Земля
  • морской
  Мощность
  • Распределение
  • Поколение
  • Гидро
  • ветер
  Транспорт
  • На шоссе
  • морской
  • Локомотив
  • Добыча полезных ископаемых
  • строительство
  • сельское хозяйство
  • Служба поддержки Поддержка Промышленное
    • Техподдержка
    • Сервис и запасные части
    • Тренировка
    Самолет
    • Служба технической поддержки
    • Сервис и запасные части
    • AOG
    FAQs
    • Общие часто задаваемые вопросы
    • Часто задаваемые вопросы о статусе заказа
  • Авторизоваться
  • Около
  • Карьера
  • Инвесторам
  • Связаться с нами
  • электронный бизнес

  ЗАКРЫТЬ

  Поиск SearchValidationMessage
  • Срабатывание Срабатывание
    • Сервоклапаны
    • Электрический
    • Гидравлический
    • Аэрокосмическая промышленность
  • Горение Горение
    • Подача топлива
    • Системы зажигания
    • Системы сгорания
  • Управление Управление
    • Программное обеспечение
    • Компрессоры
    • Турбины
    • Двигатели
    • Силовая электроника
    • Управление питанием
    • Реле защиты
    • Системы безопасности
    • Аэрокосмическая промышленность
  • Губернаторы Губернаторы
    • Двигатель
    • Турбина
    • Аэрокосмическая промышленность
  • Насосы Насосы
    • Топливо
    • Смазка и мусор
    • Гидравлический
  • Датчики Датчики
    • Горение
    • Позиция
    • Скорость
  • Клапаны Клапаны
    • Воздух
    • Газ
    • Жидкость
    • Вода
  • Запуск UAT Запуск UAT
    • Продукты команды
  • Авторизоваться
  • регистр
  1. Главная>

  Копия страницы ошибки сервера

  • AOG
  • отдел новостей
  • Поставщики
  • Связаться с нами
  • AOG
  • отдел новостей
  • Поставщики
  • Связаться с нами
  • Woodward Inc
  • 1081 Вудворд Уэй
  • Форт-Коллинз, Колорадо 80524
  • +1 (800) 543-5811

  Что такое NFPA 110: краткий обзор

  Разделенный на восемь глав и три приложения, издание NFPA 110 2016 года предназначено для кодификации характеристик — при установке, техническом обслуживании, эксплуатации и тестировании — систем аварийного и резервного питания.

  В этом обзоре мы рассмотрим, что такое NFPA 110, и как системы аварийного питания классифицируются в стандарте. Мы также обсудим, как руководители предприятий, установщики и инженеры-проектировщики должны — и не должны — интерпретировать NFPA 110 при поиске соответствия их системам аварийного питания.

  Чтобы узнать больше о процессе достижения соответствия, прочтите наше серьезное руководство по NFPA 110. Вы узнаете, что вам нужно учитывать при проектировании, установке и обслуживании системы аварийного электроснабжения вашего объекта.И вы получите совет о том, как работать с NFPA, правоохранительными органами и производителем генератора для достижения соответствия.

  Однако сначала нам нужно обратиться к нескольким ключевым определениям, используемым в стандарте:

  • Аварийное электроснабжение (ЭПС)

    По сути, аварийный источник питания (EPS) — это источник электроэнергии (то есть генератор), используемый в вашей системе резервного питания (3.3.3). Он не зависит от вашего основного источника питания и готов сработать в случае сбоя питания.В рамках этого конкретного руководства, когда мы говорим о EPS, мы говорим о резервном генераторе.

  • Система аварийного электроснабжения (EPSS)

    Под вашей системой аварийного электроснабжения (EPSS) понимается ваша действующая резервная система электроснабжения в целом. Он включает в себя САЭ, безобрывные переключатели, клеммы нагрузки и все оборудование, необходимое для обеспечения безопасного и надежного альтернативного источника энергии для вашего объекта (3.3.4).

  • Орган, имеющий юрисдикцию (AHJ)

    Орган, обладающий юрисдикцией (AHJ) — это широкий термин, обозначающий агентство или агентства, ответственные за обеспечение соблюдения кодекса в вашем конкретном городе или регионе (3.2.2).

  • Утверждено

    NFPA 110 определяет что-либо как одобренное, когда это «приемлемо для AHJ» (3.2.2). Это важно: NFPA не утверждает, что какое-либо оборудование или установки «соответствуют» NFPA 110 (A.3.2.1).

    Единственный способ гарантировать, что ваша установка, процедуры или оборудование соответствуют требованиям, — это работать с вашим AHJ, чтобы убедиться, что он соответствует всем применимым стандартам, политикам и кодам, со ссылкой на этот стандарт и рекомендации вашего производителя.

  Эти условия лежат в основе NFPA 110. По сути, стандарт устанавливает требования и передовой опыт для настройки и непрерывной работы EPSS, чтобы гарантировать, что они могут обеспечить быстрое и надежное питание в случае отказа вашего основного источника питания. источник, сводящий к минимуму риск для жизни человека. Чтобы получить полное руководство по соответствию, загрузите наше прямое руководство по NFPA 110.

  Серьезное руководство по соответствию NFPA 110 для систем аварийного электроснабжения

  Ключи к пониманию NFPA 110: уровень, класс и тип

  Ключ к пониманию требований, изложенных в NFPA 110, заключается в том, чтобы познакомиться со способом классификации систем аварийного электроснабжения (EPSS): по уровню, классу и типу.

  Эти категории определяют решения, в том числе (но не ограничиваясь), какое оборудование использовать, где хранить систему и сколько топлива хранить на месте, в соответствии с требованиями вашего объекта, местоположением, близостью к топливу и уровнем риска для жизни.

  NFPA 110 Уровень

  В стандарте определены два уровня EPSS: уровень 1 и уровень 2. Они различаются типами нагрузок, которые они несут, и имеют разные стандарты оборудования и установки.

  Системы EPSS уровня 1 обеспечивают питание там, где отказ может привести к «гибели людей или серьезным травмам» (4.4.1). Системы EPSS уровня 2 несут нагрузки, «менее критичные для жизни и безопасности человека» (4.4.2). Как вы понимаете, системы EPSS уровня 1 подчиняются более строгим правилам проектирования. Большинство оборудования разработано для требований Уровня 1 и может использоваться для менее строго регулируемых нагрузок Уровня 2.

  Важно отметить, что NFPA 110 не указывает, какие приложения, в частности, квалифицируются как Уровень 1 или Уровень 2 — это зависит от интерпретации AHJ (1.1.5). Однако они предоставляют несколько примеров ситуаций, когда может потребоваться EPSS уровня 1 или 2.

  • Возможные приложения уровня 1 NFPA 110
    Освещение для обеспечения безопасности жизни, системы связи общественной безопасности, пожарные насосы, вентиляционное оборудование (A.4.4.1).
  • Возможные применения NFPA 110, уровень 2
    Системы отопления и охлаждения, удаление сточных вод, некоторые производственные процессы (A.4.4.2).

  NFPA 110 определяет только системы, непосредственно влияющие на безопасность жизни — даже отказ системы уровня 2 имел бы серьезные последствия для пассажиров, если бы отказал (1.1.3). Из-за влияния нагрузок Уровня 1 и 2 на безопасность жизнедеятельности, системы NFPA EPSS должны быть постоянно установлены, чтобы обеспечить их срабатывание в случае отказа вашего основного источника питания.

  Как вам, вероятно, хорошо известно, существуют некоторые второстепенные приложения (например, центры обработки данных, исследовательские центры), отказ которых может привести к потере миллионов долларов. Эти типы нагрузок будут обслуживаться дополнительными резервными генераторами, которые не определены в NFPA 110, потому что они не важны для безопасности жизни.

  Руководителям предприятий, которым требуется руководство по соблюдению нормативных требований для необходимого (но не требуемого по закону) устройства, следует обратиться к NFPA 70, более известному как Национальный электрический кодекс® (NEC®). В статье 702 содержится полезная информация относительно проектирования и установки дополнительных резервных систем питания.

  На самом деле, NEC® и NFPA 110 частично совпадают. Уровень 1 NFPA примерно соответствует статье 700 для «аварийных систем», а уровень 2 — статье 701 для «требуемых по закону резервных систем.”

  NFPA 110, класс

  Класс EPSS — это продолжительность (в часах), в течение которой ваша система должна быть способна работать с полной номинальной мощностью без дозаправки (4.2).

  Class 2 требует, чтобы ваша генераторная установка проработала 2 часа без добавления топлива, Class 48 требует 48 часов и так далее. Хотя некоторые AHJ определяют «класс X» по-другому, обычно это означает 96 часов номинальной производительности.

  Высшие классы представляют собой проблему для разработчиков систем, особенно для разработчиков более крупных систем, поскольку у вас должно быть достаточно топлива, хранящегося на месте, чтобы удовлетворить расход топлива вашей генераторной установки в течение периода, определенного вашим классом.Допустим, вам требуется 18 000 галлонов топлива для работы вашего EPS в течение 96 часов, потому что у вас есть установка EPSS класса X. Согласно правилу 133%, вам необходимо хранить на объекте почти 24 000 галлонов.

  Вам необходимо тщательно определить размеры топливных баков и регулярно проводить техническое обслуживание топлива, чтобы обеспечить соответствие требованиям (7.9). Вам также следует подумать о логистике доставки топлива с поставщиками — если вы находитесь в сельской местности, где потребуется время, чтобы получить больше топлива, если оно закончится, вы можете подумать о том, чтобы увеличить размер своего бака еще больше.

  Вам следует тесно сотрудничать с производителем генераторной установки, чтобы разработать план хранения и обслуживания топлива, который соответствует этому стандарту и всем применимым нормам и не требует чрезмерных затрат. В CK Power наши специалисты по соблюдению нормативных требований помогут вам правильно определить размер ваших резервуаров во время проектирования и поддержать хранимое топливо в течение всего срока службы вашего EPSS.

  NFPA 110 Тип

  Тип

  — это время (в секундах), в течение которого ваша система должна быть запущена, запущена и выдержит нагрузки уровней 1 и 2.Для аварийного питания, определяемого как уровень 1 в NFPA 110, стандартным является 10 секунд. Это означает, что все нагрузки уровня 1 должны быть переданы на вашу EPSS за 10 секунд, независимо от того, насколько велика или мала ваша система.

  Для предотвращения ложных запусков обычно существует временная задержка от 1 до 3 секунд при передаче, что оставляет еще меньше времени для перемещения груза. Для более крупных устройств задержка по времени иногда уменьшается, чтобы выиграть больше времени для передачи. Например, задержка в 3 секунды дает 7 секунд для передачи.Уменьшение задержки до 1 секунды дает еще 2 секунды для передачи нагрузки, что может быть критичным для больших приложений.

  Вам необходимо, чтобы ваша EPSS заработала в разумные сроки после сбоя питания — и она необходима для полного удовлетворения требований к нагрузке до тех пор, пока не будет восстановлен основной источник питания.

  И именно для этого был разработан метод классификации NFPA 110: убедиться, что ваша система EPSS будет обеспечивать «источник электроэнергии необходимой мощности, надежности и качества» в течение периода времени, необходимого для вашего приложения (4.1).

  Несколько важных замечаний по поводу NFPA 110

  Хотя NFPA 110 представляет собой руководство для инженеров-проектировщиков, производителей и руководящих органов, он не является всеобъемлющим руководством по проектированию и внедрению систем аварийного питания.

  Фактически, NFPA 110 посвящает целую главу перечислению ссылочных публикаций и стандартов, «считающихся частью требований [этого] документа». Эти публикации могут быть полезны в вашем продолжающемся исследовании соответствия вашим системам аварийного питания на вашем предприятии:

  Чтобы убедиться, что ваша система соответствует требованиям, вам необходимо сослаться на все применимые нормы и стандарты в вашем регионе и тесно сотрудничать со всеми AHJ.Ознакомившись с необходимыми кодами и работая с соответствующими государственными и федеральными властями для сертификации вашей системы аварийного электроснабжения, вы можете быть уверены, что резервное аварийное питание включится тогда, когда оно вам больше всего понадобится.

  Чтобы узнать больше о том, как обеспечить соответствие для ваших систем аварийного питания, загрузите наше серьезное руководство по NFPA 110. Вы узнаете все, что вам нужно знать о получении одобрения на установку вашей системы аварийного питания и текущем плане технического обслуживания.