Трактори 94тр Урок№1 Тема: Розвиток констpукцiй двигунiв внутpiшнього згоpяння. 21.01.21
Опрацювати тему: Розвиток констpукцiй двигунiв внутpiшнього згоpяння. на сайті https://traktorist.ua/articles/statistika-dviguniv-traktoriv-shcho-i-yak
Зробити конспект
Статистика двигунів тракторів: що і як
Чи знаєте Ви, в чому полягає різниця між номінальною та максимальною потужністю? Якою має бути ідеальна крива крутного моменту? Що таке прискорення? А заміри витрат палива на шести швидкостях?
Мудрована малозрозуміла тарабарщина? Не лякайтесь! Далі наші британські колеги з видання fwi.co.uk пояснюють, на що звернути увагу у статистиці двигуна трактора, перш ніж купити його.
Яка статистика потужності?
Для початку, варто врахувати два числа, перше з яких — номінальна потужність. Номінальна потужність досягається на кривій крутного моменту за максимальної швидкості двигуна і є потужністю, коли колінчастий вал обертається в найкоротші терміни.
Друге число — максимальна потужність, яка в свою чергу є найбільшою досяжною потужністю при будь-якій швидкості двигуна. Максимальна та номінальна потужності можуть збігатись (якщо пік кривої досягається при номінальній швидкості двигуна), але, на тракторах, як правило, максимальна потужність на 100-300 об/хв нижче номінальної.
Не все так легко, адже може бути ще один список показників номінальної та максимальної потужності, який стосується другої запрограмованої кривої крутного моменту. Зазвичай це називається підвищеною потужністю, яка доступна лише для певних застосувань.
Що таке підвищення потужності?
Про підвищення потужності почали говорити досить недавно. Його можна досягти шляхом програмування двох (або більше) кривих крутного моменту в комп’ютері двигуна. Одна з них матиме більшу потужність або крутний момент, але буде доступна лише за певних умов, найчастіше для швидкісних робіт та під час роботи валу відбору потужності (ВВП). Обмеження стандартної кривої крутного моменту, яке виробники двигунів зазвичай встановлюють відповідно до машини, слугує для захисту найслабшої ланки (трансмісії, осей або зчеплення) на лінії передач від впливу навантажень, на які вона не розрахована.
Тільки тут найвигідніша ціна на трактори
обирай серед найкращих пропозицій на Traktorist.ua
Хорошим прикладом є польовий режим, доступний на багатьох сучасних тракторах для оброблення низькорослих видів рослин. Якщо при цьому задіяти прискорення крутного моменту через карданну передачу, інші компоненти можуть не впоратись (у будь-якому разі, впродовж тривалого терміну). По суті, прискорення дозволяє користувачам тракторів збільшувати потужність, підводячи двигун до його меж, але тільки там, де це безпечно.
Які стандарти існують?
Перегляньте технічні характеристики трактора, і ви побачите кілька показників потужності, які базуються на різних світових та європейських стандартах вимірювання ISO.
Стандарти різняться залежно від того, як вимірюються різні показники. За деякими стандартами необхідно встановлювати генератори, вентилятори та допоміжні пристрої; інші ж просто вимагають валовий крутний момент двигуна, який може бути на 10% вище.
Якщо ви надто прискіпливі, то варто звернути увагу на крутний момент, без впливу зовнішніх факторів (він враховує втрати на тертя в двигуні), оскільки це дає адекватне уявлення про реальні показники роботи на маховику.
Тракторні компанії, як правило, виділяють число, яке робить їхню машину найкращою, зазвичай це верхня крива крутного моменту (крива прискорення). Насправді, не важливо на який показник Ви звертаєте увагу, головне порівнювати їх на основі одних і тих же стандартів.
Якою є ідеальна крива крутного моменту?
Проектування нового двигуна починається з побудови ідеальної кривої крутного моменту, яка буде змінюватися залежно від його цільового використання.
Ця початкова крива крутного моменту просто встановлює найвищі показники роботи певного двигуна і може мати близько 20 наступних версій, запрограмованих на максимальне прискорення при менших показниках.
Такі показники допомагають переконатися, що трактор працює в межах обмежень інших його компонентів, або зменшити витрати палива в заздалегідь встановлених режимах, таких як «еко-режим».
Кожна версія кривої крутного моменту повинна бути сертифікована і протестована на рівень викидів, перш ніж вона стане доступною. Вона відображає пік крутного моменту та його зростання, які є ключовими характеристиками трактора.
Підвищення крутного моменту — це різниця між максимальним крутним моментом та крутним моментом при номінальній потужності; отже, швидкість, з якою крутний момент збільшується в міру уповільнення обертів двигуна. Тут немає нічого складного, це лише випадок за принципом більше — краще, але слід орієнтуватись на показник 35-40%.
Якщо, наприклад, в процесі обробки Ви натрапили на складнодоступну ділянку, в тракторі з швидким наростанням крутного моменту можна знизити номінальний крутний момент до максимального без зупинки та необхідності перемикати нижчу передачу.
Якщо трактор не може зависнути, при цьому зберігши швидкість, він втрачає динаміку. Оберти двигуна зростають, а з ними й витрати пального. Це ж саме трапляється на дорозі із завантаженим причепом. Без прискорення крутного моменту двигун втратить швидкість на пагорбі, а без зміни передач просто зупиниться.
Криві крутного моменту автомобільних транспортних засобів, як правило, мають більш плоскі вершини. Форма кривої тісно пов'язана з керованістю, тому у позашляхових транспортних засобах робота двигуна припиняється при перешкодах для просування.
Низький крутний момент. Наскільки він важливий?
Не менш важливим є низький крутний момент, особливо для роботи на дорозі або при навантажуванні трактора. Базовий крутний момент — сила обертів двигуна — визначає, наскільки легко трактор розвиває потужність.
Ключовим у цьому (як мінімум, у конструкції двигуна) є відповідність продуктивності турбокомпресора та двигуна. Величина крутного моменту визначається кількістю пального, що подається в циліндри. Його мета полягає в тому, щоб подати якомога більше пального в циліндри (при цьому необхідно переконатись, що співвідношення суміші повітря і палива, коефіцієнт стиску і терміни подачі палива є правильними).
Отже, чим більша щільність повітря в циліндрах, тим більше згоряння пального та крутного моменту.
Розмір і конструкція турбіни залежить від кінцевого використання двигуна. Наприклад, у комбайні, якому на відміну від трактора не потрібно так швидко реагувати на велике навантаження при малих обертах, може стояти більша турбіна, що витрачає більше часу на розкручування.
Як виміряти витрати пального?
У випадку з тракторами, витрати пального дуже важко передбачити. Кожен фермер по-різному використовує свою машину і тим паче, є багато зовнішніх факторів, таких як погода, інвентар та навантаження на трактор.
Щоб отримати хорошу пораду, варто окреслити хоча б приблизні види роботи, які Ви збираєтесь виконувати своїм трактором. Незалежна випробувальна станція DLG надає статистику витрат палива для більшості тракторів, яка допоможе Вам скласти уявлення про ефективність трактора при різних швидкостях та навантаженнях.
Показники в стабільному режимі роботи, тобто коли двигун працює з відносно однаковою постійною швидкістю, як правило, вимірюються в кВт-год і є мірою кількості грамів пального, що використовується для виробництва 1 кВт в годину. Такі показники дозволяють порівняти трактори різного розміру. Вони вимірюються на маховику двигуна, ВВП або на тязі, залежно від типу випробування.
Зазвичай звертають увагу на показник випробування навантаженого трактора на шести швидкостях. Витрати пального вимірюються на кожній із шести швидкостей. Як правило, це загальні робочі швидкості в середині обертового діапазону, які часто використовуються в роботі.
Виробники двигунів визначають точку на кривій крутного моменту, в якій трактор, ймовірно, пропрацює більшість свого експлуатаційного терміну. Саме тут користувачі трактора отримають найкраще поєднання споживання пального та потужності.
Шести- чи чотирициліндровий двигун?
Питання «Що обрати: чотири- та шестициліндровий двигун?» стає все більш поширеним, оскільки виробники тракторів намагаються помістити менші та легші блоки, які здатні забезпечити статистику на рівні з шестициліндровими двигунами.
Найбільшим недоліком чотирициліндрового двигуна є зменшення нижнього крутного моменту. Простіше кажучи, це зводиться до здатності згоряння і повного зміщення, тому чим більший об'єм двигуна і більше пального в камері згоряння, тим більший крутний момент.
Оптимальна ціна на колісні трактори
купуй на Traktorist.ua
Виробники можуть частково компенсувати цю проблему, налаштовуючи регулятор на прогнозування великих навантажень і змусивши його швидко реагувати на них.
Чотирициліндрові двигуни іноді також мають нижчий рівень прискорення крутного моменту, головним чином через менший показник самого крутного моменту. Отже, хоча статистика потужності виглядає схоже, криві крутного моменту, як правило, кардинально різняться.
Коефіцієнт навантаження. Що змушує двигун працювати довше?
Довговічність двигуна часто визначається коефіцієнтом навантаження, який напряму стосується навантаження, з яким працює трактор та середнього відсотку крутного моменту, який він виробляє протягом своєї експлуатації.
Комбайн зазвичай працює з коефіцієнтом навантаження близьким до максимального (70%), але проводить значно менше часу в робочому режимі, порівняно з трактором, коефіцієнт навантаження якого, як правило, складає 50%.
Середній коефіцієнт навантаження збільшується на менших двигунах (це потрібно враховувати при виборі шести- чи чотирициліндрового двигуна). Проте, насправді це не є вирішальним фактором, оскільки в обох випадках трактор працює з коефіцієнтом навантаження суттєво нижчим за максимальний.
Наскільки екологічні нові двигуни?
У зв’язку з останніми обмеженнями викидів, були випущені блоки нового покоління Stage V.
Вихлопні гази тепер вимірюються не за вагою, а за кількістю шкідливих компонентів, і з моменту введення даних обмежень, скоротились на майже 90%.
Через проблеми з викидами, більшість виробників встановлюють системи рециркуляції відпрацьованих газів (EGR kits), але вони значно знижують потужність шляхом запуску системи охолодження, яка знижує температуру газу, що повертається.
Трактори від провідних світових виробників
купуй вигідно на Traktorist.ua
Системи рециркуляції відпрацьованих газів (EGR) також погано реагують на пальне з високим вмістом сірки, що має негативні наслідки, коли вони потрапляють в менш розвинені країни.
Як щодо Stage 6?
Поки що Stage VI вважають непотрібним, головним чином тому, що сільськогосподарські двигуни зараз настільки близькі до позначки нуль за рівнем NOx та інших твердих частинок, що їх навіть важко виміряти.
Проте, дискусії про нові правила в майбутньому продовжуються. Припускають, що будуть введені схеми утилізації старих машин (як це спостерігається в автомобільній промисловості) або моніторинг викидів в процесі експлуатації, що буде обмежувати продуктивність при перевищенні встановлених рівнів.
Так само сільськогосподарська техніка може бути класифікована відповідно до її ефективності, з фінансовими стимулами для тих, хто використовує системи зменшення викидів та економії палива.
Чи є майбутнє у дизеля?
Дизель збереже свої позиції, але виробники двигунів змушені будуть керуватись певними правилами, що обмежують кількість викидів, зменшують витрати пального та вартість обслуговування.
В майбутньому двигуни, швидше за все, стануть меншими, легшими, ефективнішими та матимуть більш тривалі інтервали технічного обслуговування, особливо якщо виробники зможуть зменшити потребу в постійному оновленні систем контролю за викидами.
Прогрес помітний і в інших напрямках. Наприклад, в автомобілях F1, де керамічні матеріали, встановлені в поршнях, отворах і впускних трубах, здатні працювати при набагато більшому тиску. Звичайно, якщо мова йде про сільськогосподарський транспорт, необхідно використовувати дешевші матеріали.
Виробники двигунів також витрачають багато часу та коштів на дослідження відновлюваних джерел енергії. Гібридні дизельні/електричні установки — це беззаперечні лідери (хоча пройде ще чимало років, перш ніж їх почнуть використовувати в тракторах на постійній основі). Також існує варіант застосування акумуляторної батареї як основного джерела живлення з невеликим двигуном, щоб доповнити її.
Повний перехід на електродвигуни дуже малоймовірний. Великі акумуляторні батареї надзвичайно дорогі і часто просто не поміщаються всередину трактора, який працює по 17 годин на добу. Не кажучи вже про дефіцит інфраструктури, необхідної для постачання електроенергії на ферми і швидкої зарядки електродвигуна.
Коментарі
Дописати коментар