Pde мотор что это

Доброго времени суток уважаемые читатели. В этой статье мы будем разбирать основные типы двигателей Скания с 2003 года. Их обозначения, основные отличия. Будем классифицировать двигатели по типу топливной системы, питания воздухом и системам нейтрализации отработавших газов. Scania выпускает двигатели дизельные двигатели объемом 9,11,12,13,16 литров. Это рядные пятерки, шестерки или V- образная восьмерка. Обозначаются эти двигатели DC 9,11,12,13,16 соответственно. Что расшифровывается, как D — дизельный двигатель, С — двигатель с наддувом и интеркуллером, 9 — объем 9 литров. Если есть в обозначении буква T, т.е. DTC 9, то на данном автомобиле применен турбокомпаунд. Начнем классификацию по виду топливной системы, установленной на ДВС. Компания Scania с 2003 года ставит 4 типа систем: XPI, PDE, HPI, GAS.

1 — топливоподкачивающий насос.

4 — ручной подкачивающий насос.

5 — регулятор давления топлива.

Топливоподкачивающий насос забирает топливо из бака и нагнетает топливо через фильтр в топливную рампу. На топливоподкачивающем насосе имеется ручной насос. Ручной насос используется для удаления воздуха из топливной системы. На топливной рампе имеется регулятор давления. Регулятор давления поддерживает давление топлива постоянным. Если давление топлива становится слишком высоким, регулятор давления открывается и перепускает часть топлива в бак. Топливная рампа распределяет топливо между всеми насос-форсунками двигателя. Блок управления двигателем управляет моментом впрыска топлива в цилиндры двигателя и временем впрыска. Управления происходит за счет форсунок с электромагнитным клапаном.

1 -Топливоподкачивающий насоc.

5 — Предохранительный клапан.

6 — Электромагнитные клапаны цикловой подачи топлива.

7 — Электромагнитные клапаны опережения впрыска.

8 — Клапан отсечки топлива.

Перепускной клапан поддерживает постоянное давление в топливной системе. Давление топлива при частоте вращения холостого хода должно составлять приблизительно 14,5 бар. Блок управления двигателем — это система электронного управления, которая управляет тем, сколько топлива насос-форсунка должна впрыснуть в цилиндр, и тем, когда насос-форсунка должна впрыскивать топливо. Топливо для впрыска в цилиндры и топливо для регулирования опережения впрыска, поступающее в насос-форсунки, регулируется электромагнитными клапанами. Два электромагнитных клапана регулируют цикловую подачу топлива, и два электромагнитных клапана регулируют топливо для регулирования опережения впрыска – по одному электромагнитному клапану каждого типа на соответствующий ряд цилиндров. Длительность управляющего импульса (т.е. продолжительность открытого состояния электромагнитного клапана) определяет объем топлива, поступающий в насос-форсунку. Давление топлива поддерживается постоянным, а длительность фазы регулируется. Длительность импульса задается блоком управления двигателем. Блок управления двигателем компенсирует проявления неравномерности в работе двигателя. Блок управления выполняет функцию мозга системы управления двигателем. Блок управления двигателем обрабатывает как сигналы от датчиков и устройств, входящих в систему EDC, так и данные, получаемые от блоков управления других систем автомобиля. Когда блок управления двигателем обработает эту информацию, он посылает сигналы электромагнитным клапанам, которые, в свою очередь, управляют подачей топлива к насос-форсункам и опережением впрыска (альфа). Блок управления двигателем компенсирует количество топлива за счет ускорения маховика. Однако блок управления двигателем не может определять правильность задания опережения впрыска (альфа).

Топливоподкачивающий насос забирает топливо из бака. Топливо поступает в соединение 1 и прокачивается через всасывающий фильтр. Из всасывающего фильтра топливо поступает в охладитель блока управления через топливный трубопровод 2, а затем из охладителя блока управления подается в подкачивающий насос через топливный трубопровод 3. Подкачивающий насос поднимает давление топлива до примерно 9-12 бар и подает топливо через напорный фильтр и топливопровод 4. От напорного фильтра топливо подается через топливопровод 5 к впускному клапану дозирования топлива, установленному на топливном насосе высокого давления. Впускной клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого в топливный насос высокого давления, при поступлении соответствующего запроса от блока управления двигателем. Насос высокого давления нагнетает давление до максимального значения 3000 бар. Топливо поступает в накопитель через трубопровод высокого давления 7. Трубопровод высокого давления 8 проходит от накопителей к соединительным штуцерам, благодаря чему обеспечена подача топлива к форсункам. Когда на электромагнитный клапан в форсунке подается питание, форсунка открывается, и топливо впрыскивается в цилиндр. Топливная система работает под высоким давлением и поэтому важно, чтобы в топливе на стороне высокого давления не было воды. Вода вызывает коррозию и повреждение элементов топливной системы, и из-за жестких допусков в системе происходит повреждение элементов. Чтобы исключить присутствие воды в топливной системе на стороне высокого давления, вода отделяется во всасывающем фильтре и возвращается в топливный бак по трубопроводу 6. На накопителе предусмотрен предохранительный клапан 9, который открывается, если возникает неисправность в топливной системе, приводящая к чрезмерно высокому давлению топлива. Предохранительный клапан открывается при давлении 3 000 бар и понижает давление топлива до 1 000 бар, а затем регулирует давление топлива в диапазоне 1 000 ± 300 бар. Когда предохранительный клапан открывается, топливо возвращается через трубопровод 10. Топливо, отбираемое через предохранительный клапан, нагревает трубопровод, расположенный после предохранительного клапана. Излишек топлива от форсунок возвращается из топливной рампы в топливный бак через трубопровод 11.

Осталась еще топливная система GAS, она характеризуется наличием системы зажигания и, как становится понятно из названия, работает на метане. Ее подробно описывать не имеет смысла т.к. таких автомобилей в принципе и нет в Р.Ф. Если вы ищите, где сделать диагностику и ремонт Scania , вам сюда. Как мы делаем диагностику узнайте, тут.

Импульсный детонационный двигатель — Pulse detonation engine

Импульсной детонации двигателя ( ФДЭ ) представляет собой тип двигательной системы , которая использует детонационные волны для сжигания топлива и окислителя смеси. Двигатель работает в импульсном режиме, потому что смесь должна обновляться в камере сгорания между каждой детонационной волной и следующей. Теоретически PDE может работать от дозвуковой до гиперзвуковой скорости полета примерно 5 Махов . Идеальная конструкция PDE может иметь термодинамический КПД выше, чем у других конструкций, таких как турбореактивные двигатели и турбовентиляторные двигатели, потому что волна детонации быстро сжимает смесь и добавляет тепло при постоянном объеме. . Следовательно, движущиеся части, такие как катушки компрессора , не обязательно требуются в двигателе, что может значительно снизить общий вес и стоимость. PDE рассматривались в качестве силовых установок с 1940 года. Ключевые вопросы для дальнейшего развития включают быстрое и эффективное смешивание топлива и окислителя, предотвращение самовоспламенения и интеграцию с впускным патрубком и соплом.

На сегодняшний день никаких практических PDE не было запущено в производство, но было построено несколько испытательных двигателей, и один был успешно интегрирован в низкоскоростной демонстрационный самолет, который выполнял устойчивый полет с PDE в 2008 году. В июне 2008 года Defense Advanced Research Projects Агентство (DARPA) представило Blackswift , который должен был использовать эту технологию для достижения скорости до 6 Маха. Однако вскоре после этого, в октябре 2008 года, было сообщено, что проект был отменен.

СОДЕРЖАНИЕ

Концепция

Импульсные форсунки

Основная работа PDE аналогична работе импульсного реактивного двигателя . В импульсной струе воздух смешивается с топливом, образуя горючую смесь, которая затем воспламеняется в открытой камере. Получающееся сгорание значительно увеличивает давление смеси примерно до 100 атмосфер (10 МПа), которая затем расширяется через сопло для тяги.

Чтобы смесь выходила сзади и тем самым толкала самолет вперед, используется серия заслонок, закрывающих переднюю часть двигателя. Тщательная настройка воздухозаборника гарантирует, что заслонки закрываются в нужное время, чтобы воздух двигался в одном направлении только через двигатель. В некоторых конструкциях импульсных струй использовалась настроенная резонансная полость для обеспечения действия клапана через воздушный поток в системе. Эти конструкции обычно выглядят как U-образная трубка, открытая с обоих концов.

В любой системе импульсная струя имеет проблемы во время процесса сгорания. Когда топливо сгорает и расширяется, создавая тягу, оно также выталкивает оставшийся несгоревший заряд назад из сопла. Во многих случаях часть заряда выбрасывается перед горением, что вызывает знаменитый след пламени, наблюдаемый на летающей бомбе Фау-1 и других импульсных реактивных двигателях. Даже находясь внутри двигателя, объем смеси постоянно меняется, что неэффективно превращает топливо в полезную энергию.

Все обычные реактивные двигатели и большинство ракетных двигателей работают на дефлаграции топлива, то есть быстрое , но дозвуковое сгорание из топлива . В настоящее время активно разрабатывается концепция импульсного детонационного двигателя для создания реактивного двигателя, работающего на сверхзвуковой детонации топлива. Поскольку сгорание происходит очень быстро, заряд (смесь топлива и воздуха) не успевает расшириться во время этого процесса, поэтому оно происходит при почти постоянном объеме . Сжигание постоянного объема более эффективно, чем конструкции с открытым циклом, такие как газовые турбины , что приводит к большей эффективности использования топлива .

Поскольку процесс сгорания происходит очень быстро, механические заслонки трудно установить с требуемой производительностью. Вместо этого PDE обычно используют серию клапанов, чтобы тщательно рассчитать время процесса. В некоторых конструкциях PDE от General Electric жалюзи устраняются за счет тщательного выбора времени с использованием разницы давлений между различными частями двигателя, чтобы гарантировать выброс «дроби» назад.

Другой побочный эффект, еще не продемонстрированный на практике, — время цикла. Традиционная импульсная струйная печать достигает максимальной скорости около 250 импульсов в секунду из-за продолжительности цикла механических заслонок, но цель PDE — тысячи импульсов в секунду, настолько быстро, что с инженерной точки зрения он в основном является непрерывным. Это должно помочь сгладить в противном случае высококолебательный импульсный реактивный двигатель — многие небольшие импульсы будут создавать меньший объем, чем меньшее количество более крупных импульсов для той же чистой тяги. К сожалению, взрывы во много раз громче горящих.

Основная трудность с импульсным детонационным двигателем — запуск детонации. Хотя можно запустить детонацию непосредственно с помощью большой искры, количество потребляемой энергии очень велико и непрактично для двигателя. Типичным решением является использование перехода от дефлаграции к детонации (DDT), то есть запуск высокоэнергетической дефлаграции и ее ускорение вниз по трубе до точки, где она становится достаточно быстрой, чтобы превратиться в детонацию. В качестве альтернативы детонация может быть направлена по кругу, а клапаны гарантируют, что только самая высокая пиковая мощность может просочиться в выхлоп. Также для решения проблемы инициирования может быть применена детонационная система с импульсным сжатием .

Этот процесс намного сложнее, чем кажется, из-за сопротивления, с которым сталкивается продвигающийся волновой фронт (аналогично волновому сопротивлению ). ДДТ возникает гораздо быстрее, если в трубке есть препятствия. Наиболее широко используется « Спираль Щелкина », которая предназначена для создания наиболее полезных водоворотов с наименьшим сопротивлением движущейся топливно-воздушно-выхлопной смеси. Вихри приводят к тому, что пламя разделяется на несколько фронтов, некоторые из которых движутся назад и сталкиваются с другими фронтами, а затем ускоряются на фронты впереди них.

Такое поведение сложно смоделировать и предсказать, и исследования продолжаются. Как и в случае с обычными импульсными струями, существует два основных типа конструкции: клапанная и бесклапанная. Конструкции с клапанами сталкиваются с теми же трудными для решения проблемами износа, что и их эквиваленты для струйной печати. Бесклапанные конструкции обычно основаны на отклонениях в воздушном потоке для обеспечения одностороннего потока, и этого очень трудно добиться с помощью обычного ДДТ.

НАСА поддерживает программу исследований PDE, которая нацелена на высокоскоростные гражданские транспортные системы со скоростью около 5 Маха . Однако большая часть исследований PDE носит военный характер, поскольку двигатель может быть использован для разработки нового поколения высокоскоростных самолетов — разведчиков дальнего действия, которые будут летать достаточно высоко, чтобы быть вне досягаемости любой существующей системы противовоздушной обороны, при этом предлагая дальность полета значительно больше, чем у SR-71 , для использования которого в боевых действиях требовался большой флот поддержки танкеров.

В то время как большинство исследований посвящено высокоскоростному режиму, новые конструкции с гораздо более высокой частотой следования импульсов в сотни тысяч, по-видимому, хорошо работают даже на дозвуковых скоростях. В то время как традиционные конструкции двигателей всегда включают в себя компромиссы, которые ограничивают их «лучшим диапазоном скоростей», PDE, похоже, превосходит их на всех скоростях. И Pratt & Whitney, и General Electric теперь имеют активные исследовательские программы PDE в попытке коммерциализировать разработки.

Основные трудности в импульсных двигателях детонации заключаются в получении ДДТ без необходимости использования трубки достаточно длинной, чтобы сделать ее непрактичной и вызывающей сопротивление летательного аппарата (добавление U-образного изгиба в трубку гасит детонационную волну); уменьшение шума (часто описываемого как звук отбойного молотка); и гашение сильной вибрации, вызванной работой двигателя.

Первый полет с приводом от PDE

Первый известный полет самолета с питанием от импульсного детонационного двигателя прошел в Air & Space Port Мохаве на 31 января 2008 года проект был разработан научно — исследовательской лаборатории военно — воздушных сил и инновационных научных решений, Inc. . Для полета был выбран сильно модифицированный самолет Scaled Composites Long-EZ , получивший название Borealis . Двигатель состоял из четырех трубок, производящих импульсные детонации с частотой 80 Гц, создавая тягу до 200 фунтов (890 ньютонов). Многие виды топлива рассматривались и тестировались разработчиками двигателей в последние годы, но для этого полета использовалось улучшенное октановое число . Для облегчения взлета Long-EZ использовалась небольшая ракетная система, но PDE работала на собственной мощности в течение 10 секунд на высоте примерно 100 футов (30 м). Полет проходил на низкой скорости, тогда как привлекательность концепции двигателя PDE заключается в большей степени на высоких скоростях, но демонстрация показала, что PDE может быть интегрирован в раму самолета, не испытывая структурных проблем из-за волн детонации 195-200 дБ. Больше полетов модифицированного Long-EZ не планируется, но успех, вероятно, приведет к увеличению финансирования исследований PDE. Самолет был перемещен в Национальный музей ВВС США для демонстрации.

В ракетной технике

Если на транспортном средстве перевозятся и топливо, и окислитель, импульсный детонационный двигатель не зависит от атмосферы и может использоваться в космических полетах . В июле 2021 года JAXA успешно испытала в космосе импульсный ракетный двигатель.

Источник