С. А. Клюєв - ВАТ «Волзький дизель ім. маминих »
Застосування продукції вітчизняного двигунобудування дозволяє знизити вартість реалізації енергетичних проектів і оптимізувати витрати на всьому протязі життєвого циклу обладнання.
В даний час ВАТ «Волзький дизель ім. Маминих »серійно виготовляє газопоршневої двигун 280ГД, призначений для приводу різних агрегатів - електричних генераторів, водяних та нафтових насосів, дуттєвих машин і газових компресорів. Двигун застосуються на судах, тепловозах, кар'єрних самоскидах. В якості палива можуть використовуватися різні види газів - природний, попутний, генераторний, біогаз та інші паливні гази з тиском перед двигуном 0,22 МПа.
На даний момент 7 двигунів 280ГД застосовуються на газопоршневих електростанціях ГЕ10-1 потужністю 500 кВт, встановлених на нафтогазових родовищах «Казанське» (Томскгазпром), «Нагірне» (Троіцкнефть), «Елабужском» (Татнефть). Вони працюють на попутному нафтовому газі з метановим індексом WKI 49 ... 61. Крім того, 21 двигун застосовується в складі ДПЕМ, що працюють на природному магістральному газі.
Двигун 280ГД виготовлений на базі чотиритактного рядного дизеля, що має шість циліндрів діаметром 210 мм, хід поршня 210 мм і частоту обертання колінчастого вала 1000 об / хв (середньооборотних двигун).
Низькі обороти колінчастого вала двигуна збільшують його ресурс до 60 тис. Мотогодин до капітального ремонту. Двигун здатний виробляти до 530 кВт електричної потужності і 600 кВт теплової енергії (від утилізатора вихлопних газів і системи охолодження двигуна).
Робочий процес в газовому двигуні 280ГД здійснюється далеко від зони детонації. Це обумовлено наявністю в конструкції запатентованих форкамер, здатних підпалювати в циліндрі бідні суміші (λ = 1,8), при згорянні яких детонація в циліндрі на всіх режимах відсутня. Це дуже важливо при роботі на попутному нафтовому газі, який має низьке метанове число і високу теплотворну здатність.
В експлуатаційних умовах двигун працює без детонації і зниження потужності на ПНГ з метановим індексом WKI> 49. Наприклад, в зимовий час температура вихлопних газів після випускних клапанів опускається до 380 ° С, тоді як у двигунів із зовнішнім сумішоутворенням вона досягає 680 ° С.
Низька температура вихлопних газів сприяє інтенсивному охолодженню випускних клапанів і, як наслідок, їх підвищеного ресурсу.
Таким чином, спалювання бідних топлівовоздушних сумішей дозволяє працювати з більшою до 50% потужністю в порівнянні з двигунами, що працюють на стехиометрических сумішах (λ = 1,0).
Робота на бідних сумішах сприяє утворенню на вихлопі дуже низьких значень оксидів азоту NOx, так як азот, що міститься у великій кількості в бідній суміші, є найсильнішим антидетонатором. Маючи велику теплоємність, він призводить до низьких температур процесу згоряння і малому утворення оксидів азоту і вуглецю. Рівень викидів шкідливих речовин не вимагає установки на вихлопі дорогого каталізатора вихлопних газів.
Для підвищення ресурсу випускних клапанів в конструкції кришки циліндрів передбачений механізм їх повороту. Поворот клапанів необхідний для постійної «притирання» клапана до сідла, а також до рівномірного їх прогріванню. Це виключає утворення на сідлах клапанів жорстких відкладень продуктів згоряння, які призводять до появи мікроскопічних поглиблень на сполучених поверхнях і, відповідно, до прогару випускного клапана.
Крім того, для підвищення ресурсу випускних клапанів в конструкції кришки циліндрів встановлені маслос'емниє ковпачки, що запобігає потраплянню масла на фаски клапанів і, отже, зменшує ризик їх прогара.
Для зниження витрати масла в двигуні використовуються втулки циліндрів з антинагарними кільцями у верхній частині і поршневі кільця виробництва фірми Goetze-Werke (Німеччина). Антинагарні кільце встановлено у верхній частині втулки циліндра і служить для постійного видалення нагару з верхньої частини поршня. Це виключає контакт нагару зі стінкою втулки циліндра і усуває стирання нагаром масляної плівки зі стінок втулки циліндрів, а також знижує витрату масла і виключає задір поршнів. Завдяки цьому вдалося знизити витрату масла на чад до 0,2 ... 0,5 г / кВт · год (2,5 ... 5 л / добу).
Газовий двигун 280ГД здатний працювати з 50% -м набросом потужності з нульовою навантаження і мінімальної 10% -й навантаженням без обмеження в часі.
Для стабільного процесу згоряння на двигуні встановлена потужна високонадійна система запалювання і мають високий ресурс (5000 год) свічки фірми Denso або Bosch. Високий ресурс свічок запалювання досягається завдяки їх інтенсивного охолодження і, як наслідок, низькій температурі корпусу свічки, яку забезпечує також застосування спеціального металу при виготовленні корпусу форкамери.
Треба відзначити, що в двигунах можна використовувати і стандартні малогабаритні автомобільні свічки запалювання, хоча їх ресурс і є меншим (200 ч). Однак, з огляду на їх низьку вартість (близько $ 1) і доступність, такі свічки економічно вигідніші.
На двигуні встановлений електронний регулятор швидкості, що підтримує стабільну частоту обертання колінчастого вала - в межах ± 1об / хв.
Стабільну роботу двигуна забезпечує процес згоряння зі зворотним зв'язком по межі горіння паливної суміші. У зворотний зв'язок немає ніяких складних електронних і механічних систем управління якістю суміші. Двигун «сам» підбирає оптимальну суміш при будь-якому складі паливного газу, на межі горіння, і суміш при цьому завжди є максимально бідною. В даному випадку немає необхідності налаштовувати паливну систему при зміні складу газу, оскільки двигун самостійно коригує процес згоряння.
Агрегат здатний працювати в діапазоні температур вхідного газу -50 ... + 80 ° С і повітря -50 ... + 40 ° С. Більш низькі температури повітря і газу сприяють кращому охолодженню камери згоряння, що збільшує ресурс вихлопних клапанів.
Варто зазначити, що у багатьох двигунів зарубіжного виробництва з зовнішнім сумішоутворенням при температурі повітря і газу нижче +5 ° С замерзає змішувач газу, і агрегат зупиняється. Таким чином, доводиться підігрівати повітря і газ.
У двигуні регулювальними є тільки теплові зазори в клапанах механізму газорозподілу, форкамерних і в головному газовому клапані. Автоматика управління двигуном має всі необхідні захисту і можливість дистанційного керування.
У комплект поставки включено все необхідне для роботи обладнання (радіатор, високоефективний глушник вихлопу, шафа управління і т.д.). В якості додаткової опції до агрегату може поставлятися система утилізації тепла вихлопних газів, а також системи охолодження двигуна вітчизняного виробництва.
Протягом всієї діяльності заводу «Волзький дизель ім. Маминих »було випущено більше 10 тис. Дизелів, на базі яких виготовлений двигун 280ГД. Ці дизелі встановлені на маневрових тепловозах і силових агрегатах бурових установок. У Росії і країнах СНД розвинена велика мережа поставок запасних частин для основних вузлів дизелів, що випускаються підприємством. Це дозволяє оперативно забезпечувати замовника необхідними деталями і зводити до мінімуму час простою обладнання.
Основною причиною простою поламаних імпортних двигунів є відсутність швидкої доставки запасних частин в зв'язку з довгими розглядами щодо визначення винуватця аварії. Крім того, значну частку витрат становить висока ціна імпортних запасних частин. Велику частку витрат при обслуговуванні становить і вартість нормо-години імпортних фахівців, яка доходила до 1000 євро на добу.
Монтаж, налагодження та пуск агрегату 280ГД здійснює бригада фахівців підприємства, при цьому вартість нормо-години для замовника не перевищує 20 євро на добу.
В даний час газові двигуни виробництва ВДМ мають напрацювання в експлуатації понад 30 тис. Мотогодин, не маючи при цьому серйозних зауважень.
Таким чином, газопоршневої двигун 280ГД є простим і дешевим в обслуговуванні агрегатом, який має такі переваги:
• простота конструкції і повна «врівноваженість» (6-циліндровий двигун вважається «класикою» двигунобудування);
• «всеїдність» - двигун може працювати на всіх видах горючих газів в найширшому діапазоні температур газу і навколишнього повітря;
• практично повна відсутність детонації і перегріву мотора завдяки особливому типу внутрішнього сумішоутворення;
• доступність і невисока вартість запасних частин поширеного тепловозного дизеля 6ЧН 21/21, на базі якого створено газовий двигун 280ГД;
• простота експлуатації і технічного обслуговування двигуна, що не вимагає спеціального навчання персоналу.
І, нарешті, головне достоїнство - двигун зроблений в Росії, вітчизняними фахівцями, і має оптимальні характеристики для експлуатації в різних умовах. 