Motor pe gaz

5 MW 20 cilindri V - Gasmotor
(al lui Innio Jenbacher pentru generarea de energie a gazului din lemn în centrala termică care transmite )
Motor Lenoir în Musée du conservatoires des Arts et Metièrs din Paris

Motorul pe gaz , un subset de motoare cu ardere internă , este un motor în general ca benzină , rar ca motorul diesel care funcționează cu motor cu ardere internă , combustibilul gazos ( gaze combustibile ), cum ar fi gazul natural , lichidul , lemnul , bio , depozitul de deșeuri , groapa , gaz de furnal sau hidrogen utilizat (în loc de combustibili lichizi precum benzina , motorina , uleiurile grele etc.). Din punct de vedere istoric, primele motoare cu piston alternativ au fost concepute în principal ca motoare staționare pe gaz înainte ca combustibilii lichizi să devină în general disponibili comercial spre sfârșitul secolului al XIX-lea.

Motoarele pe gaz sunt utilizate în principal ca motoare staționare pentru a genera electricitate în centrale termice de tip bloc (CHP) sau ca generatoare de energie de urgență și tot mai mult ca motoare navale mai puțin dăunătoare mediului , cu GNL ca combustibil pentru nave . Automobilele sunt din ce în ce mai echipate cu motoare bi-combustibil (gaz natural și benzină) sau adaptate pentru funcționare suplimentară cu gaz natural lichefiat sau GPL . Benzina Otto motoare cu formare de amestec extern ( motoare cu aspirație naturală ) necesită doar modificări minore. În perioade de urgență cu o cantitate limitată de petrol, autovehiculele erau operate cu un gazificator de lemn transportat .

poveste

Motor Lenoir cu două timpi, cu acțiune directă, fără compresie, 1861

În 1791, John Barber a fost primul care a investigat modul de funcționare al unui motor acționat de forța explozivă a unui gaz. El a primit un brevet pentru un dispozitiv în care lemnul, cărbunele, petrolul sau alți combustibili urmau să fie gazificați într-o replică cu ardere externă, produsul urmând să fie amestecat cu aer într-un al doilea vas și aprins când a scăpat. O roată cu palete ar trebui apoi acționată de jetul de foc emergent .

Într-un alt brevet, Robert Street 1794 descrie un motor cu piston în cilindrul căruia uleiurile de gudron sau terebentinele sunt mai întâi gazificate și apoi aprinse de o flacără care arde în afara cilindrului și care poate fi conectată la gazul care trebuie aprins la un moment adecvat.

Francezul Philippe Lebon a construit o mașină care ar trebui să funcționeze cu gaz de cărbune . Aerul și gazul au fost presate separat într-un rezervor prin intermediul a două pompe, în care se combină și se aprind. Produsele de ardere trebuiau să acționeze pistonul unui cilindru cu efect dublu. Pentru aprindere, Lebon a recomandat o mașină electrică care ar trebui să fie acționată chiar de motorul pe gaz. Îmbunătățiri suplimentare au venit de la Samuel Brown în 1823 și Lemuel W. Wright , un american din New Hampshire (1833).

Francezul Pierre Hugon a dezvoltat un motor comercial pe gaz, motorul Hugon, în 1858 , dar nu a fost utilizat pe scară largă.

Motor Lenoir

Motorul pe gaz a obținut o valoare practică reală doar prin invenția Étienne Lenoir , născută în Luxemburg , după al cărei brevet de invenție din 24 ianuarie 1860, industrialul parizian Marinoni a produs inițial câteva dintre aceste mașini. Când vânzările acestor mașini au crescut rapid după o campanie de publicitate inteligentă , a fost fondată o companie pentru construcția de motoare pe gaz, Société Lenoir . Deși s-a dovedit de-a lungul timpului că costurile de întreținere ale motoarelor Lenoir erau disproporționat de mari, cererea a rămas la un nivel ridicat, mai ales pentru că funcționau extrem de silențios.

Motor pe benzina

În 1867, Nikolaus Otto și -a arătat noul său motor cu piston de aviație la cea de-a doua Expoziție mondială din Paris . Drept urmare, s-a dedicat dezvoltării unui motor în patru timpi alimentat cu gaz luminos , care a fost produs din 1877 și comercializat ca „noul motor al lui Otto”. A făcut 3 CP (2,2 kW) la 180 min -1 . Licențiatul Crossley Brothers din Manchester l-a promovat ca Otto Engine . Aproximativ 5000 de exemplare au fost construite de Deutz și de licențiați. După multe îmbunătățiri suplimentare și abrogarea brevetelor în 1886, „ motorul Otto ” a fost construit atât ca motor pe gaz, cât și ca motor cu carburator pentru combustibili lichizi în multe variante și a fost astfel utilizat pe scară largă.

Aplicații

Motoarele pe gaz mici și mijlocii cu o putere cuprinsă între 20–1500 kW sunt utilizate în principal astăzi pentru a genera electricitate și căldură în sisteme cu căldură și energie combinate , cum ar fi centralele combinate de căldură și energie (CHP), precum și pentru energia utilizarea gazelor slabe , cum ar fi cele produse în timpul fermentării deșeurilor organice ( gaze bio și deșeuri ) sau gazului din lemn . Motoarele pe gaz din ce în ce mai mari sunt dezvoltate pentru centralele electrice pe gaz care, cu turbine cu gaz de eșapament și turbocompresoare în intervalul de putere de câțiva megawați, obțin adesea o eficiență mai bună și pot fi operate mai economic decât turbinele cu gaz clasice .

Modificarea relativ simplă a motoarelor pe benzină auto din motive economice (în prezent, aproximativ 50% din celelalte costuri ale combustibilului) și ecologice devine tot mai răspândită.

funcționalitate

Motor cu gaz într-o fabrică de biogaz

Spre deosebire de turbina cu gaz, motorul pe gaz este construit ca un motor cu piston alternativ . O formare de amestec extern poate avea loc prin unități de amestecare a gazelor înainte sau după un posibil turbocompresor , formarea amestecului intern este posibilă prin supape separate de admisie a gazului sau ace de injecție. Amestecul combustibil-aer este aprins în sistemele bazate pe motoare pe benzină prin aprindere externă utilizând o bujie , în sistemele bazate pe motoare diesel prin autoaprindere cu un jet pilot de ulei pilot (în principal combustibil diesel ) injectat într-o cantitate mică .

Injecție de gaz

Cu o compresie mai mare, se încearcă obținerea unei eficiențe mai bune prin aprinderea amestecului similar cu motorul diesel cu injecție directă pentru a controla arderea în sensul unui proces al ciclului Seiliger . Compania MAN Energy Solutions a testat acum cu succes procesul IGP „Performance Injection Injection”, în care se utilizează un jet pilot (format dintr-un amestec dintr-o cantitate pilot de gaz și aer). Similar motorului diesel cu injecție pre-cameră , o parte din gazul combustibil este injectat într-o pre-cameră prin intermediul unui injector de înaltă presiune și aprins cu o bujie incandescentă, care apoi aprinde amestecul gaz-aer din combustia principală cameră. Bujia incandescentă poate fi oprită în funcțiune continuă, deoarece își menține temperatura ridicată prin alimentarea cu căldură din anticameră.

Compania Wärtsilä folosește un motor diesel pentru injecția de gaz de înaltă presiune, adică cu autoaprindere a gazului combustibil injectat direct în camera de ardere la presiune ridicată. Motoarele care funcționează conform acestui proces realizează cele mai mari presiuni medii ale tuturor motoarelor cu ardere internă.

economie

Atunci când este utilizat cu gaze combustibile de înaltă calitate, cum ar fi metanul (CH 4 ), componenta principală a gazului natural , sunt posibile niveluri mai ridicate de eficiență, rezultând o combustie curată și un echilibru bun al CO 2 . Sistemele staționare pentru căldură și putere combinate sunt supuse TA Luft și, prin urmare, valori limită considerabil mai stricte decât autovehiculele. În  motoarele mici , care de lucru în conformitate cu λ = 1 proces, a gazului de eșapament este curățat prin intermediul convertoarele catalitice cu trei căi; sisteme de viteză medie în procesul sărac (λ = 1.4-2.5) necesită oxidare sau NO x stocare convertoare catalitice sau , alternativ, injecție de uree sau amoniac pentru a reduce NO x .

Producător

Producătorii importanți pentru motoarele pe gaz sunt

Alți producători sunt 2G , Ford , Perkins Engines , Blohm + Voss Energie und Umwelttechnik, Maschinenbau Halberstadt GmbH, Rolls-Royce Marine , Waukesha Engines , Iveco Aifo , Liebherr , Kubota, Schnell, agrogen și altele.

Vezi si

literatură

  • Marea carte a tehnologiei . Editura pentru cunoaștere și educație, grupul editorial Bertelsmann, Gütersloh 1972.
  • Peter A. Wellers, Hermann Strobel, Erich Auch-Schwelk: Expertiza tehnologiei vehiculelor . Ediția a V-a. Holland + Josenhans Verlag, Stuttgart 1997, ISBN 3-7782-3520-6 .

Link-uri web

Wikționar: Motor cu gaz  - explicații privind semnificațiile, originea cuvintelor, sinonime, traduceri
Commons : Motoare cu gaz  - Colecție de imagini, videoclipuri și fișiere audio

Dovezi individuale

  1. ↑ un b Chronicle, motor de Progres ( Memento al original , datată 06 februarie 2009 în Internet Archive ) Info: Arhiva link - ul a fost introdus în mod automat și nu a fost încă verificată. Vă rugăm să verificați linkul original și arhivă conform instrucțiunilor și apoi eliminați această notificare. , Site-ul Deutz AG. @ 1@ 2Șablon: Webachiv / IABot / www.deutz.com
  2. ↑ Gustav Goldbeck: Puterea îmblânzită: Istoria invenției motorului Otto . Moos, 1965. p. 17
  3. ↑ Horst Hardenberg: „Siegfried Marcus, Mythos und Reality, pagina 185 și urm., Deutzer rasselling monsters”.
  4. ^ Decizii în procedurile de nulitate împotriva brevetelor Deutz'er Gasmotorenfabrik numărul 532, 14254, 2735 ; în: Patentblatt și extrase din specificațiile brevetului, 30 ianuarie 1886, accesat la 6 aprilie 2014.
  5. ↑ A se vedea articolul: Wärtsilä va furniza centralei majore pentru motoare pe gaz către Rusia. 22 mai 2013.
  6. ↑ A se vedea a cincea conferință Dessau cu motor pe gaz - IGP 32/40 - Noul motor pe gaz fără bujie de la MAN Diesel SE