Dizel motori

[kumbor]

Pojava azipoda veliki je korak u razvoju brodske energetike, otpadaju pogonske osovine i veliki problemi obezbeđenja vodonepropusnosti spojeva. Dizel ili gasnoturbinski generatori mogu se postaviti na optimalna mesta u brodskom trupu. Istovremeno, remont u slučaju kvara je olakšan, jer je moguće za relativno kratko vreme zameniti ceo azipod. Naravno, javljaju se i novi problemi, jer voda i struja su poznati antipodi, ali to je daleko lakše rešivo.

[dark-bullet]

Svaka konverzija energije nosi sa sobom određene gubitke, pa tako niti Azipod nije bez mana. Veliki tj. najveći diesel motori se ugrađuju u najveće prekoocenaske tovarne brodove. Kompanije za prevoz nisu dobrodjelne ustanove, da bi bilo šta radili radi bilo čega drugoga osim radi ekonomije (sa manje troškova čim veći učinak). Pa tako i veliki diesel motori rade sa izuzetno velikim stepenom iskoristivosti (engine efficiency), dakle tako da se čim više energije u gorivu iskoristi za sam brodski pogon. Pri tome bi dodatno pretvaranje u električni energiju i pogon preko Azipoda donosilo nemale dodatne gubitke. Zapravo je jasno da su putnički cruiseri i teretni brodovi dvije posve različite klase brodova za koje vrijede posve različiti zahtjevi.

Prekooceanski teretni brodovi plove ujednačenom brzinom na dugim relacijama. Putničke su relacije mnogo manje uz česta pristajanja u lukama. Teretni brod je namijenjen čim jeftinijem prevozu određenog tereta, dok je prvenstvena namjena putničkog cruisera omogućiti visoki ugođaj i zadovoljstvo putnicima. Stoga je sve podređeno tome, pa i stupanj vibracija i šumova na brodu. Brodski motor koji se vrti konstantno sa 107 okretaja u minuti ne bi bilo moguće tek tako ignorirati na putničkom brodu... Potrošnja električne enrgije na luksuznom putničkom brodu je kudikamo veća od potrošnje na teretnom. Dakle putnički brod već u startu mora imati jače brodske generatore električne energije. Kad se sve skupa zbroji, mnogo toga govori u korist Azipoda za putničke cruisere, ali vjerojatno ne i za teretne.

Tu puštamo po strani treću važnu grupu brodovlja, onu vojnu, gdje je sve podređeno manevarskim sposobnostima broda.

[kumbor]

Potrošnja energije na vojnim brodovima prevazilazi sve uporedive druge vrste plovila. Dok su npr. fregate klase Leander, od pre pola veka imale tri TG po 300KW i jedan DG od 200KW (havarijski), savremene fregate imaju ukupnu instalisanu snagu (mimo glavnog pogona) od oko 3.000KW i više. Predviđena je rezerva od najmanje 50% snage, a kod brodova građenih u Nemačkoj i 100% rezerve, što znači da je za korišćenje svih brodskih potrošača na punom opterečenju dovoljno angažovanje ne više od polovine snage generatora

[lovac]

Komprimirani zrak bi prije ulaska u visokotlačno turbopuhalo bio rashlađen
u međurashladniku i onda bi išao na kompresiju u visokotlačno turbopuhalo i ponovno u dva rashladnika i tek nakon toga u usisne kolektore.

Dali je ovo onaj sistem šta se na automobilima naziva "intercooler" ili tako nešto?

poz

DA, ohladi se za puno stepeni, može skoro i za trečinu, i kao što je več pomenuto ulazi više vazduha, pa može da se doda i više goriva = više snage.

Blower je reč u slengu, obično se upotrebljava za kompresore koji se pokrečusa radilice. Turbo kompresori dobivaju snagu od viška energije izduvnih gasova. Kompresori što jih ganja motor, rade več kod malih obrtaja, oni ganjani izduvnim gasovima treba puno gasova, pa rade dobro tek na večim obrtajima.

Koliki je pritisak vazduha u usisnoj grani kod putničkih automobila, koji su snabdeveni turbo duvalom?
Negde sam pročitao podatak da je to oko 1 at, pa čak i manje, da li je to tačno?

[Duki]

Pojava azipoda veliki je korak u razvoju brodske energetike, otpadaju pogonske osovine i veliki problemi obezbeđenja vodonepropusnosti spojeva. Dizel ili gasnoturbinski generatori mogu se postaviti na optimalna mesta u brodskom trupu. Istovremeno, remont u slučaju kvara je olakšan, jer je moguće za relativno kratko vreme zameniti ceo azipod. Naravno, javljaju se i novi problemi, jer voda i struja su poznati antipodi, ali to je daleko lakše rešivo.

Propeleri koji se okreću oko vertikalne ose i okretne sapnice nisu novotarija, postoje već duže vreme i veoma se često ugrađuju u rečne brodove, jedina novost jeste što je azpiod na električni pogon.

[kumbor]

Propeleri u sapnici (Kort, itd.) najčešće su pogonjeni preko osovine, a aktivna kormila i podvešeni propeleri su specifična pogonska grupa male snage, za specijalne brodove (minolovce) ili kao havarijski/ nužni pogon. Isto tako specifičan je Voith-schneider propeler (ranije objašnjen). Kod azipoda je propeler pojednostavljeno rečeno "nasađen" na osovinu rotora el. motora.

[lovac]

Nešto sam se zbunio u svom poslednjem postu, pa je pitanje nejasno.
Postavljam ga ponovo, da stručnjaci odgovore:

Koliki je pritisak vazduha u usisnoj grani kod putničkih automobila, koji su snabdeveni turbo duvalom?
Negde sam pročitao podatak da je to oko 1 at, pa čak i manje, da li je to tačno?

[dark-bullet]

Malo o pritiscima u usisnom kolektoru.

Atmosferski motori imaju u usisnoj grani (kolektoru) podtlak, tj. tlak manji od 1 atm. 1 atm (1 bar tj. 1000 mbar ili 1000 hPa je standardni tlak zraka na površini mora). Mjerači tlaka u usisnim kolektorima imaju različite oznake, ali u pravilu se koriste oni sa relativnim tlakom obzirom na taj standardni tlak zraka. U tim mjeračima se sa 0 (nula) bara označava tlak mirnog motora (kad je tlak u usisnom kolektoru izjednačen sa vanjskim tlakom), negativni tlak (ulijevo od 0 bar do -1 bar; -1 bar = potpuni vakuum) je prisutan u običnim, atmosferskim motorima, gdje cilindar u usisnoj fazi rada pravi podtlak, te podtlakom usisava zrak (za atmosferske diesel motore), tj. mješavinu zraka i goriva (za benzinske atmosferske motore s karburatorom). Inače, na usisni kolektor direktno se često priključuje rezervoar za vakuum ili sam servo za kočnicu (zapravo vakuumski pojačivač kočnice, nema veze sa servom, ali se takvo ime ustalilo).

Turbo upuhuje zrak pod nadtlakom. Taj nadtlak je različit od tipa motora, te od tipa turbo punjača. Tipično je relativni maksimalni nadtlak do 1 bar (dakle 2 bara apsolutno). Mjerači, koliko znam, imaju područje mjerenja do +2 bara relativnog nadtlaka (dakle do +3 bara apsolutno). Koliki je maksimalni nadtlak je ovisno od tzv. "wastegate" ventila. Taj ventil je važan, da otvori put izduvnim gasovima mimo turbine pri visokim okretajima motora. Pritisak, a samim time i količina upuhanog zraka, naime, u turbini raste brojem okretaja (zavisi i od visine na kojoj je motor, što je posebno važno za avionske motore), no preveliki pritisak uzrokuje, da se prevelika količina zraka upuhuje u cilindar, što obično dovodi previsokih temperatura i cilindru, ubrzanog habanja vrha klipa motora, te nakon nekog vremena i havariju motora (strojelom).

Proizvođač motora određuje najviši pritisak kod kojega se otvara "wastegate". "Tuning" automobila obično taj pritisak malo još poveća, jer se time dobija na snazi motora, ali treba uvijek paziti šta se radi.

Moj motor, npr. otvara već kod oko 0,85 bara, a može ga se "tunati" do 1 bar, sa većim intercoolerom.

Naravno, pitanje intercoolera je jako važno, ali mi se čini, da ga je netko već spominjao i opisao šta je i čemu služi.

[Trifko]

Nešto sam se zbunio u svom poslednjem postu, pa je pitanje nejasno.
Postavljam ga ponovo, da stručnjaci odgovore:

Koliki je pritisak vazduha u usisnoj grani kod putničkih automobila, koji su snabdeveni turbo duvalom?
Negde sam pročitao podatak da je to oko 1 at, pa čak i manje, da li je to tačno?

Ako se dobro sjećam pritisak u usisnoj grani ne prelazi 2 bara, ali to zavisi od automobila do automobila...

[lovac]

Kod savremenih common rail dizel motora, na putničkim automobilima, šta upravlja radom "wastegate" (odušnog) ventila turbo punjača?

Da li je to vezano sa CPU (koji vrši neku ''pametnu'' korekciju) ili je neka obična mehanika u pitanju, pa kada se turbina previše zavrti i pritisak se poveća preko propisanog - ventil se otvara?

Pitam ovo zbog toga, pošto kod motora gde je rađen chip tuning (ili je ugrađen power box), obično se povećava pritisak goriva u coomon rail-u, i menja se (produžava) vreme otvaranja dizni - tako da se potreba za vazduhom menja u odnosu na normalno podešeni motor. Zbog viška goriva, koji se javlja usled povišenog pritiska u cevovodu, ili dužeg vremena otvorenosti dizni, potrebno je upumpati više vazduha u cilindar, da bi izgaranje bilo dobro.
 

[dark-bullet]

"Wastegate" nije vezan na kompjutersko upravljanje nego je u pitanju obični ventil kojim upravlja membrana pod oprugom u zatvorenoj čašici. Čašica je pomoću cijevi povezana sa usisnim kolektorom (ili tek sa kompresorskim dijelom turba... razlika je ta, da se u motorima sa intercoolerom između te dvije tačke nalazi i intercooler i nešto cijevi, pa tako postoji i neka razlika u pritiscima. Kad na kontrolnom mjestu (usisnom kolektoru ili na izlazu iz kompresora) poraste tlak do onog tlaka koji je potreban, da se savlada sila kojom je zatvoren "wastegate", taj se otvara. Podešavanja koja se vrše prilikom tuninga se obično svode na produživanje ili skraćivanje ručice kojom se upravlja ventilom "wastegatea", te se time mijenja točka pri kojem tlaku se wastegate otvara.

Ta priča gore vrijedi za obične motore. Kod motora koji su upravljani kompjuterom (npr. unit injection, common rail) se vjerojatno u cijelu priču miješa MAF senzor, dakle ne direktno turbo, nego senzor koji mjeri stvarnu količinu zraka koja ide u usisni kolektor (MAF senzor, Mass Air Flow sensor). Taj senzor daje kompjuteru podatak o protoku zraka u usisnom kolektoru, pa tako ECU (kompjuter) može za određeno opterećenje motora da odredi pravilnu količinu goriva koju treba ubrizgati u cilindar, da broj obrtaja ostaje konstantan, tj. na onoj razini koja se određuje papučicom gasa (za razliku od benzinskih motora gdje se papučicom gasa direktno dodaje gorivo, gas, na diesel motorima se papučicom gasa određuje broj obrtaja motora, pa je i stoga diesel motor u pravilu inertniji, radije će ostati na istom broju obrtaja uz minimalno mijenjanje opterećenja negoli benzinski motor).

Ako motor nema MAF senzor onda obično ima MAP sentor, ali taj je zadužen za mjerenje pritiska u usisnom kolektoru. Opet, podatak se ubacuje u ECU iz iz svih podataka i senzora, te na osnovu krivulje rada motora će ECU odrediti količinu goriva i točku predpaljenja.

Kot "chipiranja" treba paziti na sve. Onaj tko se bavi chipiranjem mora znati šta radi, jer je svaki tvorničko podešen motor podešen za neki optimalni način rada. Dakle, da je snaga motora u određenim okvirima, da je potrošnja goriva optimalna, da nema neizgorenog goriva (€ u vjetar), da motor ne dimi, da se ne pregrijava, da radi optimalno za autocestu ali i za kaldrmu.

Chipiranje se obično radi zato, da se dostigne maksimum na određenom području, ili je to snaga motora (što se pozna kod maksimalne brzine) ili je to povećanje obrtnog momenta (što se pozna kod ubrzavanja). Na žalost, chipiranje ne mijenja i mehaničke komponente auta, pa tako mjenač obično ostaje isti. Minjenjanjem tačke najvećeg obrtnog momenta (tačke obrtaja motora kod koje auto ima maksimalno ubrzavanje, a napose tačke kod koje ima maksimalnu snagu) se odstupa od onog optimuma koji važi za mehaničke komponente, dakle pre svega za mjenjač.

Da se vratimo na turbo.

Turbo ima nekoliko režima rada, ali u grubo tri. Režim rada u niskim okretima motora kod kojega turbo jedva da dolazi do izražaja. Režim rada u srednjim okretima motora kod kojega turbo radi najbolje i režim otvorenog "wastegate" ventila kod kojega turbo radi u gornjoj granici pritiska. Poboljšanja u prvom režimu rada se postiži turbo kompresorom varijabilne geometrije. Dakle oblik kanala u turbo kompresoru se prilagođava režimu rada, pa tako takav variable-geometry turbo ima bolje karakteristike od fiksnih turbo kompresora već i kod nižih okretaja motora. Tipično je, da se, naime, u motorima sa turbo kompresorom pojavljuje "turbo rupa", gdje već i vozač sam zna procjeniti kod kojih obrtaja motora će se turbo "uključiti", i značajno ponoći radu motora. Zna potrajati npr. sekund, da se pritisne gas, a motor radi sporosti turba ne odreagira odmah.

Za kraj savet. Kakvi god, da se rade chip tuninzi, najveća korist za diesel motor sa turbo punjačem je čim veći intercooler. Ja, dakle, ne bih radio tuning pre nego bih nabavio i namjestio veći intercooler. Tek sa njim je stvoren preduslov, da u cilindar može ući više zraka, tj. više kisika potrebnog za rad chipiranog motora. Povećavanje pritiska u usisnom kolektoru je rizično (moguče na motorima koji su u startu de-tunirani, dakle oni koji su inače predviđeni za mirniji rad), jer se olako može ući u zonu kritičnog povećanja temperature glave motora i cilindara iznad one koju može sistem izdržati. U tim slučajevima je dobro namjestiti senzor tj. mjerač za temperaturu izduvnih plinova u izduvnom kolektoru (EGT, Exhaust Gas Temperature sensor). Jedino tako je moguće cijelo vrijeme kontrolirati, da motor ne uđe u kritični režim rada gdje je navarija neminovna.

[mtu]

budi određeniji s pojmom 'čim veći intercooler', jer može bit veći volumno, što će povećat ili stvorit turbo rupu, ili rashladnom površinom, što je slučaj kod cestovnih vozila jer su hlađeni zrakom..
da laici ne shvate krivo

[dark-bullet]

Da, tačno je, radi se o površinski većem intercooleru, a povećanje njegovog volumena uzrokuje dodatno kašnjenje (turbo rupa). Ta turbo rupa nije toliko bitna kod diesel motora, ali se zato povećanju intercoolera kod benzinskih motora sa turbom mora pažljivo pristupiti.

[zpetrov9]

Malo o pritiscima u usisnom kolektoru.

Atmosferski motori imaju u usisnoj grani (kolektoru) podtlak, tj. tlak manji od 1 atm. 1 atm (1 bar tj. 1000 mbar ili 1000 hPa je standardni tlak zraka na površini mora). Mjerači tlaka u usisnim kolektorima imaju različite oznake, ali u pravilu se koriste oni sa relativnim tlakom obzirom na taj standardni tlak zraka. U tim mjeračima se sa 0 (nula) bara označava tlak mirnog motora (kad je tlak u usisnom kolektoru izjednačen sa vanjskim tlakom), negativni tlak (ulijevo od 0 bar do -1 bar; -1 bar = potpuni vakuum) je prisutan u običnim, atmosferskim motorima, gdje cilindar u usisnoj fazi rada pravi podtlak, te podtlakom usisava zrak (za atmosferske diesel motore), tj. mješavinu zraka i goriva (za benzinske atmosferske motore s karburatorom). Inače, na usisni kolektor direktno se često priključuje rezervoar za vakuum ili sam servo za kočnicu (zapravo vakuumski pojačivač kočnice, nema veze sa servom, ali se takvo ime ustalilo).

Turbo upuhuje zrak pod nadtlakom. Taj nadtlak je različit od tipa motora, te od tipa turbo punjača. Tipično je relativni maksimalni nadtlak do 1 bar (dakle 2 bara apsolutno). Mjerači, koliko znam, imaju područje mjerenja do +2 bara relativnog nadtlaka (dakle do +3 bara apsolutno). Koliki je maksimalni nadtlak je ovisno od tzv. "wastegate" ventila. Taj ventil je važan, da otvori put izduvnim gasovima mimo turbine pri visokim okretajima motora. Pritisak, a samim time i količina upuhanog zraka, naime, u turbini raste brojem okretaja (zavisi i od visine na kojoj je motor, što je posebno važno za avionske motore), no preveliki pritisak uzrokuje, da se prevelika količina zraka upuhuje u cilindar, što obično dovodi previsokih temperatura i cilindru, ubrzanog habanja vrha klipa motora, te nakon nekog vremena i havariju motora (strojelom).

Proizvođač motora određuje najviši pritisak kod kojega se otvara "wastegate". "Tuning" automobila obično taj pritisak malo još poveća, jer se time dobija na snazi motora, ali treba uvijek paziti šta se radi.

Moj motor, npr. otvara već kod oko 0,85 bara, a može ga se "tunati" do 1 bar, sa većim intercoolerom.

Naravno, pitanje intercoolera je jako važno, ali mi se čini, da ga je netko već spominjao i opisao šta je i čemu služi.

Mi smo se  kod rekonstrukcija sustava prednabijanja brodskih motora obično "borili" da s odgovarajučim specifikacijama turbopuhala
dobijemo nešto viši tlak zraka čime smo (unutar određenih granica) dobivali NIŽE temperature ispušnih plinova i u cilindru i na izlazu iz
glave i na ulazu u turbinu turbopuhala. Kako su količine goriva koje su se ubrizgavale u cilindar bile konstantne (bez obzira na tlak ispirnog
zraka) to smo dobivali nešto niže temperature ali i kvalitetnije "ispiranje" cilindra. Svakako i tu je trebalo paziti da se s povišenjem tlaka
ispiranja ne pretjera jer bi motori znali "pumpati" na nižim ili srednjim režimima rada pa smo isto morali po nekad za rad u nižim režimima
ugraditi "rasteretne" ili "waste-gate"ventile, osobito što mnogi brodski motori moraju raditi po fiksnoj tzv. propelerskoj krivulj, pa ako u
točki max. (nazivne) snage postignemo optimalne rezultate zna se dogoditi da u nekom od nižih režima imamo previše zraka. Kod brodskih
motora koji pogone CP propelere to se da izbjeći i bez "rasteretnih" ventila. Isto treba pripaziti i na kapacitet međurashladnika zraka jer se
povišenjem konačnog tlaka kompresije povisuje i tzv. kompresioni omjer, a samim tim raste i količina topline koja je predana na komprimirani
zrak pa treba biti siguran da postojeći međurashladnik (intercooler) ima kapacitet da odvede tu veću količinu topline, a da pri tome bitno
nene poraste temperatura zraka nakon turbopuhala pa rashladnik nekada treba povečati tj. povećati mu kapacitet.

Ako količina goriva nije "fiksirana" za dati broj okretaja motora onda će u cilindru normalno moći izgoriti i veća količina goriva ako je
dovedena veća količina zraka pa će se osloboditi i veća količina topline od koje jedan dio ide u koristan rad, a drugi na povišenje radne temperature klipova i košuljica i glava kako je gore navedeno. Onda će i porasti temperatura u cilindru. Zato motori s turbopuhalima mogu
postići veću snagu od "istih" motora (s istim volumenom cilindara) od motora s atmosferskim usisom. Svakako to uzrokuje i nešto više
temperature ali i više maksimalne tlakove izgaranja znači i viša mehanička opterečenja sklopova motora i radilice te njihovih ležajeva.
Radi toga se ne može ići u beskrajno povišenje tlaka ispirnog zraka i povećanje ubrizgane količine goriva jer bi na kraju ugrozili i samu "konstrukcijsku stabilnost" motora.

Inaće kod brodskih motora smo mi  kod Pielstick VGDS motora koji imaju dvostruki sustav prednabijanja, imali pretlak i od gotovo 3 bara
što bi odgovaralo apsolutnom tlaku od 4 bara. Maksimalni tlakovi izgaranja su u cilindrima bili i do 126 bara kod nazivne snage.

Bio sam slobodan napisati ovaj dodatak kao objašnjenje kada povišenjem tlaka ispirnog zraka temperature ispušnih plinova rastu, a kada
padaju. U oba slučaja maksimalni tlakovi izgaranja u cilindru rastu.

[mtu]

posebno izraženo kod deutz tbd 604 motora..nedovoljno opterećeni motor na radnim okretajima, užari ispušne grane, ispirni zrak oko 1,2 bara, za nevjerovat..kad se optereti stanje se daleko popravlja
mtu ima dodavanje ispirnog zraka prije ulaska ispušnih plinova u turbinu da bi ohladio plinove na 630-660 celzijevih. u slučaju da solenoid ventil zakaže temperatura momentalno skače na 750.