Газовые двигатели Waukesha (Вакеша) надёжны и экономичны. Они обладают значительным ресурсом до первого капитального ремонта (до 80 000. Это установка газового. Капитальный ремонт двигателя.

• Инструкция Капиталного Ремонта Газового Двигателя Waukeshan
• Инструкция Капиталного Ремонта Газового Двигателя Waukeshans
• Инструкция Капиталного Ремонта Газового Двигателя Waukeshare

Производство мини-ТЭЦ и ТЭС — это сложный бизнес, требующий разностороннего подхода, серьезных вложений, наличия большого количества трудовых и интеллектуальных ресурсов. Поэтому на мировом рынке достаточно небольшое количество компаний занимается подобными разработками.

Мы предлагаем обзор именитых производителей, продукцию которых можно найти в России через официальных дистрибьюторов и дилеров. Завод MWM, входящий в группу Caterpillar Energy Solution, выпускает высокотехнологичные газопоршневые электростанции и двигатели. Оборудование завода работает в диапазоне мощностей от 400 кВт до 4300 кВт.

Совокупная мощность электростанций с установками MWM может достигать 100 МВт. Газопоршневые станции MWM могут работать на различных видах газа, таких как природный, сланцевый, рудничный газ, биогаз, свалочный газ, газ сточных вод и синтез-газ. С 2013 года компания называется Caterpillar Energy Solutions GmbH.

(Guascor power) – известный испанский производитель газопоршневых и дизельных электростанций и двигателей. Единичная мощность газопоршневых электростанций Guascor – от 140 до 1200 кВт. Электростанции Guascor могут поставляться в различных комплектациях и работать на разнообразном топливе: магистральный и сжатый природный газ, сжиженный газ, попутный нефтяной газ, различные типы биогаза, газы сточных и канализационных вод и т.д. Компания GUASCOR S.A. Имеет сертификат качества ISO-9001 и экологический сертификат ISO-14001, выданный Регистром Ллойда (Гарантия качества). Владеет крупнейшим в Европе центром по разработке новейших технологий для газовых электростанций - исследовательским центром Guascor R+D. Он создан в 1996 году и имеет 22 испытательных стенда.

Центр исследований имеет собственную лабораторию и оснащен новейшим программным обеспечением. TEDOM — чешская компания, основанная более чем 25 лет назад. Она производит газопоршневые генераторы, моторы и комплектующие.

Сегодня TEDOM занимает прочные позиции на мировом рынке как создатель надежных и долговечных электростанций различных масштабов. Основа производства — когенерационные установки, т.е. Системы, которые одновременно производят электрическую и тепловую энергию. Диапазон мощностей у этих установок от 80 до 300 кВт.

Отметим универсальность газопоршневых агрегатов – они могут работать на природном и свалочном газе. Кроме того, фирма предлагает переоборудование предоставляемых установок под альтернативные источники энергии. MTU это немецкая компания, производящая энергоустановки для нужд различных отраслей бизнеса: дизельные двигатели для стационарной и постоянной работы, газовые двигатели и турбины, энегоустановки на топливных элементах. В портфеле компании MTU Friedrichshafen GmbH реализованные проекты в таких сферах как судостроение, железнодорожный транспорт, малая энергетика, строительная и промышленная техника. Электростанции MTU прекрасно подходят для параллельной работы с сетью. Газопоршневые двигатели MTU соответствуют нормам TA-Luft, Германия: NOx.

1 ТЕХНИЧЕСКАЯ СТАТЬЯ Газовым двигателям нужны специальные масла M. Carabell, and N. Smrcka Oronite Additives, подразделение Chevron Chemical Company 2 Газовым двигателям нужны специальные масла M. Carabell, and N.

Smrcka Oronite Additives, подразделение Chevron Chemical Company АННОТАЦИЯ Мировой спрос на источники дешёвой энергии растёт с каждым годом. Например, в Азии в районах, где есть метановый газ, всё больше используют электрогенераторы на базе стационарных газовых двигателей. Помимо этого, по мере развития инфраструктуры для газоснабжения ожидается и рост числа газовых двигателей. Несмотря на то, что они по своему внешнему виду и требованиям к смазочным материалам и напоминают другие типы двигателей 1, для них необходимо использовать специально разработанные для газовых двигателей масла. Дело в том, что в газовых двигателя моторные масла подвергаются такой нагрузке, на которую разработанные для других типов ДВС масла могут быть не рассчитаны.

Например, в газовых двигателях создаются условия для сильнейшего нитрования и окисления масел, при этом, для газовых двигателей могут быть очень важны зольность масла и состав его золы. В этой связи, масла, которые не разработаны специально для газовых двигателей, могут сократить ресурс головки блока цилиндров (ГБЦ), ускорить нагарообразование, а также уменьшить интервалы замены масла и фильтров. В данной статье мы даём основные сведения о типах предназначенных для газовых двигателей масел, а также их применении, обсуждаем требования к составу масел для газовых двигателей (МГД) и приводим примеры их использования. ВВЕДЕНИЕ Мировой рынок стационарных газовых двигателей растёт. В настоящее время они широко используются в различных странах земного шара для перекачивания газа, электроснабжения и многих целей.

Большинство из них находятся в Северной Америке, где для продления ресурса двигателя и интервала замены масла (1) используются проверенные в полевых условиях МГД. Газовые двигатели также устанавливаются в Европе, где за последние 10 лет существенно выросло использование двигателей в когенерационном производстве тепла и электроэнергии. В других частях света, где опыт эксплуатации стационарных газовых двигателей ограничен, операторы могут пробовать снизить затраты за счёт использования масла, разработанного для других типов двигателей. Однако такой подход может спровоцировать негативно отразиться на работе оборудования, если смазочный материал не подходит для газового двигателя. 1 Газо-поршневые установки взяли свое начало с судовых дизельных двигателей, таким образом корпорация Chevron разрабатывает и производит моторные масла для газовых двигателей уже более 40 лет. Метан горит при высоких температурах и может вызывать сильнейшее окисление и нитрование моторного масла в некоторых газовых двигателях.

В газовых ДВС не образуется сажа и не используется жидкое топливо, которые могли бы смазывать впускные и выпускные клапаны, поэтому единственным веществом, которое могло бы служить «смазкой» в зоне контакта рабочей поверхности клапана (фаски) и седла, являются масла содержащие золу. Следовательно, зольность масла и состав золы могут оказывать значительное влияние на ресурс ГБЦ. Многие установки, в которых используются газовые двигатели, постоянно работают при полной нагрузке, изза чего двигатель в течение длительного времени находится в тяжелых условиях эксплуатации. В этой связи, набор эксплуатационных требований к маслам для газовых двигателей и других типов двигателей может существенно различаться, и разработанные для других типов двигателей моторные масла могут не обладать оптимальными для газовых ДВС характеристиками.

То, что масло имеет недостаточную стабильность к окислению и нитрованию, может сократить интервал замены масла и ресурс фильтров, а также увеличить образование нагара и других отложений в поршневой зоне двигателя. Использование масел недостаточной зольности может привести к повышенному износу клапанного механизма и детонации. В данной статье мы даём некоторые сведения о газовых двигателях и их применении, описываем разработанные для них моторные масла и предоставляем примеры тех высоких эксплуатационных свойств, которыми могут обладать должным образом разработанные МГД. СТАЦИОНАРНЫЕ ГАЗОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ Стационарные газовые двигатели, в основном, используются в промышленном оборудовании и по своей мощности могут разниться в диапазоне от примерно 500 до 8000 квт. Диаметр их цилиндров достигает мм соответственно.

Используются как четырехтактные, так и двухтактные двигатели, однако в за пределами Северной Америки двухтактные модели не популярны. Как правило, современные газовые двигатели производятся для работы на стехиометрических и обеднённых смесях.

Оба типа двигателей можно найти в Азиатско-Тихоокеанском регионе. В мире много производителей газовых двигателей (рис. 1), но большая часть двигателей производится компаниями Caterpillar и Waukesha. При рассмотрении отдельных регионов видно, что основными поставщиками в Северной Америке являются компании Dresser и Cooper, а в Европе сильные позиции у 2 3 Deutz-MWM, Jenbacher Energiesysteme и MAN Dezentrale Energiesysteme. В Азиатско- Тихоокеанском регионе основные поставщики Caterpillar и Waukesha, однако также используются двигатели европейских, японских и других североамериканских производителей.

1 Ведущие производители стационарных двигателей, работающих на природном газе. Caterpillar Cooper Industries (Ajax, Cooper Bessemer, Superior) Dresser Industries (Clark, Dresser-Rand, Waukesha) Deutz-MWM Jenbacher MAN Ruston Wärtsilä NSD (Sulzer, SACM, GMT) Waukesha Другие На рис.

2 показан обычный газосборный пункт. На таких участках обычно устанавливается 10 и более двигателей на протяжении 500 м, которые собирают газ из сети скважин в земле и перекачивают его на более крупные компрессорные станции. На рисунке видны установленные на поддоне два двигателя Caterpillar G399TA с ротационными компрессорами. Оба четырёхтактные, 16-цилиндровые, v-образные, с диаметром цилиндров 158 мм и мощностью 694 квт (930 л.с.). Как и в большинстве случаев эксплуатация газовых двигателей происходит круглосуточно при полной нагрузке, что обеспечивает максимальную рентабельность пункта.

2 Два двигателя Caterpillar G399TA на газосборном пункте Рис. 3 Двухтактные газомотокомпрессоры Clark TCVC на компрессорной станции На рисунке 3 показан следующий этап на возможном пути газа к потребителю. Здесь видны большие двухтактные газомотокомпрессоры (ГМК), установленные на компрессорной станции. Обычно такие станции делают в помещении, и устанавливают в них в ряд примерно 3-20 одинаковых двигателей. На рисунке показаны ГМК Clark TCVC.

Они представляют собой соединённый с компрессором двухтактный 20-цилиндровый, v-образный газовый двигатель (диаметр цилиндров 450 мм) мощностью 7437 квт ( л.с.) Компрессорная часть видна с правой стороны ГМК. И соединена с силовой единым коленчатым валом. Такие агрегаты устанавливаются стационарно и предназначены для многолетней эксплуатации. Зачастую некоторые из ГМК работают на таких компрессорных станциях по лет. Эксплуатация круглосуточная с нагрузкой на%. Такие ГМК встречаются, в большинстве случаев, в Северной Америке, где они используются для перекачивания газа в общенациональной газотранспортной сети.

За пределами Северной Америки, где газотранспортное оборудование более новое, на установках, на которых требуются перекачивающие мощности, чаще используются газовые турбины (ГТ). На рисунке 4 показан газовый двигатель, установленный на выпуске газораспределительной системы. Вместо перекачивания газа он используется для выработки электроэнергии. В тех районах, где есть газ, для производства энергии, как правило, рентабельнее вместо дизельных использовать газовые двигатели. Такие агрегаты можно встретить в любых странах мира в самых разных установках, где требуется энергоснабжение. Они могут быть как основным источником электроэнергии, так и использоваться в дополнение к остальными источникам или обеспечивать подачу электроэнергии при аварийных отключениях.

На рисунке показан 16-цилиндровый, v-образный двигатель Caterpillar 3516 с диаметром цилиндров 170 мм и мощностью 750 квт (1006 л.с.) Обычно такие двигатели продаются в виде генераторных агрегатов. В зависимости от эксплуатацион- 3. 4 ных целей такие агрегаты могут работать всего несколько часов в год, но обычно они постоянно работают с полной нагрузкой. 4 Генераторный агрегат Caterpillar G3516 мощностью 750 квт (1000 л.с.) На рисунке 5 представлена схема адаптации газового двигателя для экономичного производства электроэнергии, которая популярна в европейских странах.

Обычно такой метод называется комбинированным производство тепла и электроэнергии или когенерацией, когда тепло от охлаждающей жидкости и отработавших газов используется для производства горячей воды или пара. Когенерация увеличивает теплоотдачу двигателя с менее 50% до более 90%, обеспечивая чистый источник тепла и электроэнергии для небольших жилых комплексов, госпиталей, парников и т.д. В когенерационных установках от моторного масла, возможно, потребуется повышенная стабильность к окислению. Так как для максимальной теплопередачи в таком оборудовании вода в рубашке двигателя будет оставаться горячей, масло в различных частях двигателя может нагреваться до более высоких температур, что, в свою очередь, ускорить процесс окисления.

Некоторые двигателестроительные компании составляют специальные списки продуктов, одобренных к применению в таких суровых условиях эксплуатации. Помимо «природного» газа, состоящего, главным образом, из метана, в газовых двигателях используются и другие газы.

С точки зрения как эксплуатации двигателя, так и нагрузки на моторное масло труднее всего работать на свалочном газе. Он образуется при разложении органических отходов, которые собираются в котлованах. Как только котлован наполняется, его закрывают «кровлей», и закладывают в него сеть газосборных труб (рис.

Обычно свалочный газ содержит примерно 50% метана, насыщен водой и загрязнён частицами грязи. Его можно соответствующим образом высушить и очистить, а тогда он может стать топливом хорошего качества. Однако, даже в этом случае свалочный газ, вероятно, создаст существенную нагрузку на моторное масло, если на свалке захоронены растворители и/или холодильные системы.

Эти вещества могут разлагаться и выделять хлор- или фторуглеродные пары. Как только эти пары собираются в камере сгорания и сжигаются, они могут образовывать сильные кислоты, разъедающие детали двигателя.

Для максимальной защиты от коррозии в таком оборудовании, возможно, потребуются специально разработанные масла. Помимо этого, могут понадобиться будут устойчивые к коррозии детали.

Кроме этого, используемые в энергоснабжении двигатели на природном газе могут работать на канализационном, угольном и других типах газа. Такие газы зачастую имеют высокое содержание сероводорода и также могут быть коррозионно-активными, хотя они обычно менее агрессивны, чем свалочный газ. Возможно, для таких видов оборудования потребуется сокращение интервалов замены масла. Также могут понадобиться масла с более высоким общим щелочным числом (ОЩЧ), однако они рекомендуются не для всех типов двигателей, так как имеют более высокую зольность и могут неблагоприятно влиять на ресурс узлов двигателя. 6 Принципиальная схема системы сбора свалочного газа Рис. 5 Принципиальная схема когенерационной установки В Азиатско-Тихоокеанском регионе большинство газовых двигателей используются для локального производства электроэнергии для самых разных нужд (рис. 7), в том числе электроснабжения аэропортов, госпиталей, казино и фабрик.

Хотя большинство этих двигателей работает на трубопроводном газе, в них также могут использоваться и газы других типов, в том числе газ с угольных месторож- 4 5 дений для электроснабжения местных шахт, а также свалочный газ. Газовые двигатели также используются и для других нужд, включая компрессорные и холодильные установки. Рис.7 Примеры использования газовых двигателей в Азиатско-Тихоокеанском регионе Энергетика Аэропорты Гостиницы и отели Больницы и госпитали Казино Заводы и фабрики Горнодобывающая промышленность Стекольные заводы Бумажные фабрики Другие производственные мощности Механическая работа Перекачка газа Холодильные установки в зданиях ОПИСАНИЕ МОТОРНОГО МАСЛА Наши заметки в вводной части этой статьи, возможно, вызвали у вас вопрос: что же такого особенного в моторных маслах для газовых двигателей. Вопервых, давайте обсудим основное топливо, которое используется в таких газовых двигателях, - метан (рис. Четыре его связи С-Н4 придают ему более высокую теплоёмкость, чем у жидких видов топлива, например, бензина или дизельного топлива, которые содержат обладающие меньшей энергией связи С-С. Следовательно, при сгорании метана в стандартных условиях выделяется больше тепла, чем при горении других видов топлива. Помимо этого, так как метан уже представляет собой газ, он в отличии от капель жидкого топлива не охлаждает воздух на впуске за счёт испарения.

Многие газовые двигатели работают при стехиометрических либо приближенных к этому условиях, где меньше лишнего воздуха, который может разбавлять и охлаждать сгораемые газы. В результате в газовом двигателе достигаются более высокие температуры горящих газов, чем в двигателях, сжигающих жидкие виды топлива. Так как скорость образования NOx растёт экспоненциально с увеличением температуры, в газовых двигателях может образовываться достаточная концентрация NOх, способная вызывать сильное нитрование моторного масла. Если моторное масло не предназначено для защиты в таких условиях, оно будет портиться подобно тому, как разлагается при сильном окислении, образуя шлам в двигателе, отложения в поршневой зоне, забивая масляные фильтры и, в крайних случаях, ускоряя износ колец и гильз. Степень нитрования масла может значительно различаться в зависимости от конструкции двигателя и условий его эксплуатации. В работающих на обеднённой смеси двигателях образуется меньше оксидов азота, чем в стехиометрических системах, а, следовательно, масло в них подвергается меньшему нитрованию.

Фактически, в них может образовываться меньше NOx по сравнению с дизельными двигателями. Некоторые операторы могут обогатить воздушно-топливную смесь на таких двигателях, чтобы повысить выходную мощность, и, следовательно, увеличить нитрование. На некоторых предприятиях, возможно, одним и тем же маслом необходимо будет смазывать целый ряд двигателей как на стехиометрических, так и на обеднённых смесях, поэтому для большинства предприятий, эксплуатирующих газовые двигатели требуется масло с хорошей стабильностью к нитрованию. 8 Что такого особенного в газовых двигателях? В них сжигается природный газ. В них сжигается природный газ.

Газ горит при более высоких температурах Сильное окисление и нитрование приводит к нагарообразованию и повышению вязкости. У газа нет хвостовых фракций 2 Нет сажи в масле. Газ сухой Зольность масла влияет на износ клапанов требуется оптимальная зольность. Зольные отложения могут вызывать калильное зажигание Необходимо оптимизировать зольность. Нет серы (как правило) Возможно уменьшение щелочного числа. Газовые двигатели используются для промышленных нужд Высокая постоянная нагрузка Сильная нагрузка на масло. Удалённые места производств Важна надёжность.

Значительное разнообразие оборудования Требуются универсальные продукты. Нет промышленных спецификаций к маслам Масла должны продемонстрировать эффективные эксплуатационные свойства в полевых испытаниях.

Масла должны быть совместимы с установленными каталитическими нейтрализаторами. Требуется опыт компании в работе с маслами и 2 Хвосты - границы кипения фракций.

Инструкция Капиталного Ремонта Газового Двигателя Waukeshan

Это температуры, при которых продукты перегонки отделяются друг от друга. Температура, при которой фракция (или погон) начинает кипеть, называется точкой начала кипения (ТНК). Температура, при которой выкипело 100% данной фракции, называется точкой конца кипения (ТКК) этой фракции.

Хвосты почти всегда появляются при перегонке. Чтобы не усложнять расчеты нефтепреработчики пришли к компромису. В качестве границ фракций при перегонке берут эффективные границы кипения, то есть температуры, при которых погон считается разделенными. Таким образом, например, бензиновая фракция может содержать хвост керосиновой, а керосиновая дизельный хвост.

5 6 присадками. Как мы заметили раньше, в газовых двигателях сжигается топливо, подаваемое в камеру сгорания в газообразном состоянии. Это очень сильно влияет на работу впускных и выпускных клапанов, так как это топливо не смазывает клапаны, как капли жидкого топлива или сажа. Следовательно, смазкой между горячей тарелкой клапана газового двигателя и его седлом может служить только зола смазочного материала. Слишком малое количество или не тот тип могут усилить износ клапана и седла, в то же время слишком большое количество золы приводит к повреждению поверхности клапана, а впоследствии и его прогоранию.

Слишком много золы также могут вызывать детонацию от отложений в камере сгорания топлива. В итоге, производители газовых двигателей зачастую сужают диапазон зольности до тех величин, которые они по своему опыту считают обеспечивающими оптимальный уровень эксплуатационных свойств. Так как в большинстве видов газа содержится мало серы, для обеспечения достаточной щёлочности масла, как правило, требуется не слишком много зольных добавок, поэтому в большинстве случаев выбирается оптимальный уровень зольности в соответствии с требованиями к защите клапанов. Однако, возможно, из этого необходимо сделать исключение в том случае, когда используется высокосернистый или свалочный газ. Также нужно учитывать для каких нужд будут использоваться газовые двигатели. В большинстве случаев двигатели работают с нагрузкой% и интервалами замены масла, как правило, варьирующимися от 750 до 1500 ч. Для сравнения, автомобильный двигатель может работать всего 50% своего времени при полной нагрузке.

Интервал замены в автотранспортном производстве может разниться, но во многих случаях может сократиться на несколько часов эксплуатации. Газовые двигатели также могут устанавливаться в отдалённых районах, где обслуживание не так легко доступно и может быть дорогим. Для максимального предотвращения простоя и снижения затрат на техническое обслуживание важна надёжность. Такое объяснение помогает определить требования к составу моторных масел для газовых двигателей (рис. Необходима высокая стабильность к окислению и нитрованию. Также для снижения эксплуатационных расходов крайне важна эффективная защита от износа клапанов. Она достигается за счёт добавления необходимого количества зольных добавок соответствующего состава.

Помимо этого, при выборе оптимальной зольности и состава таких масел следует учитывать максимальную защиту от отложений в камере сгорания топлива и замасливания свеч зажигания. Так как зольность масла сильно ограничена, нужно уделять предельное внимание выбору моющей присадки для максимального сокращения отложений в поршневой зоне и залипания колец.

Для предотвращения задира и коррозии также требуется эффективная защита от износа. Помимо всего прочего, необходимо осторожно подбирать противоизносные добавки к маслу для газовых двигателей, так как они должны быть стабильными к нитрованию. 9 Требования к составу моторных масел для газовых двигателей четырёхтактных Высокая стабильность к окислению и нитрованию Эффективная защита от износа клапанов Сокращение отложений в камере сгорания Предотвращение замасливания свечей зажигания Эффективное сокращение отложений в поршневой зоне Эффективные противоизносные и противозадирные свойства Оптимальная зольность Несмотря на особые требования к моторным маслам для газовых двигателей, промышленных спецификаций для них нет. Необходимо особое внимание уделять подбору смазочного материала для такого рода оборудования. Большинство производителей только указывают физико-химические свойства смазочных материалов для изготавливаемых ими двигателей и подчёркивают, что для демонстрации эксплуатационных свойств масел необходимы полевые испытания. 10 перечислены требования к зольности и эксплуатационным свойствам большинства ведущих двигателестроительных компаний (полный список требований приведён в Приложении). Для максимального продления ресурса клапанов для каждой модели двигателей рекомендуемую зольность обычно указывают в очень узком диапазоне.

Оптимальная рекомендуемая зольность несколько варьируется для каждого производителя двигателей и может также разниться для каждой отдельной модели двигателя одной и той же марки. Масла зольностью примерно 0,5% отвечают требованиям многих производителей двигателей и могут считаться «малозольными» продуктами. Однако, некоторые двигателестроительные компании рекомендуют высокозольные масла для работающих на обеднённой смеси двигателей либо оборудования, требующего большей щелочности.

Ещё один продукт, который может использоваться в большинстве разных видов оборудования, - масла зольностью примерно 0,9% от массы. Эти масла считаются среднезольными. Большинство производителей рекомендуют масла более низкой зольности, чем те, которые используются в настоящее время в автотранспортных средствах, - обычно в диапазоне от низкой зольности примерно в 0,8% до 1,8%. Более того, чтобы гарантировать минимальное качество используемого масла, некоторые двигателестроительные компании также указывают, что моторные масла должны соответствовать категориям API CC или CD. Это устаревшие категории, разрабо- 6 7 танные для дизельных двигателей, и нет гарантии, что будет достигнут удовлетворительный уровень эксплуатационных свойства для газового двигателя.

В результате этого, даже масла, продаваемые как МГД, имеют большой диапазон эксплуатационных характеристик, разнящихся в зависимости от того, правильно ли они разработаны для такого рода применения или нет. Чтобы это продемонстрировать, мы предлагаем сравнить нагар, образовавшийся в картере двигателя после использования двух МГД. Испытания проходили на экспериментальном двигателей в лабораторных условиях, а их результаты продемонстрированы на рисунке 11. Несмотря на то, что Продукт В отвечает спецификации API CC, он не предназначен для того, чтобы сопротивляться нитрованию. В итоге, в картере двигателя образовался сильный нагар. 10 Требования к зольности и эксплуатационным свойствам моторных масел для работающих на природном газе двигателей (четырёхтактных, газ с малым содержанием серы, искровое зажигание) Производитель Зольность,% от массы Категория API Полевое испытание Caterpillar 0,4-,6 есть Dresser-Rand есть Jenbacher стехиометр.

10 составу золы. 17 показана скорость изнашивания клапанного седла для ДВС Waukesha 9390GL, работающего на указанном выше МГД-1.

Это 16- цилиндровый газовый двигатель с турбонаддувом и охлаждением нагнетаемого воздуха. Он относится к той же серии (VHP), что и указанный выше Waukesha 7042, однако предназначен для работы на обеднённой смеси с примерно 9,8% кислорода в отработавших газах. ДВС эксплуатировался ч с нагрузкой 85-90% и производительностью 1193 квт (1600 л.с.) на 1000 об./мин.

Масло менялось через рекомендованные производителем двигателя интервалы в 1500 ч. На диаграмме видно, что скорость изнашивания клапанного седла намного ниже установленного этим производителем предела, что говорит о том, что оператор потенциально сможет продлить ресурс этого двигателя до капитального ремонта. 18 Головка блока цилиндров Waukesha 9390GL ч работы на МГД-1 с интервалом замены масла 1500 ч Рис. 17 Скорость изнашивания клапанного седла в работающем на обеднённой смеси ДВС Waukesha 9390 при использовании МГД ч работы на МГД-1 с интервалом замены масла 1500 ч Также для газовых двигателей важна защита от нагарообразования.

Как уже упоминалось ранее в газовых двигателях могут образовываться большие концентрации NOx. Эти оксиды азота вступают в реакцию с моторным маслом и нитрируют его, что повышает вязкость и ведёт к образованию шлама. Так как в работающих на обеднённых смесях ДВС нитрование ниже, чем у стехиометрических, из-за длительности этого испытания (примерно два года) его результаты интересно изучить с точки зрения отложений нагара.

18 видно, что при помощи МГД-1 удалось сохранить предельную чистоту клапанной крышки в течение столь длительного времени. Такой уровень эксплуатационных свойств свидетельствует о том, что нитрование масло сдерживалось. Caterpillar G398TA Старая, но очень распространённая при работе на газе модель ДВС Caterpillar серии G300 с диаметром цилиндров 158 мм.

Работает почти в стехиометрических условиях, поэтому производитель указывает на стабильность масла к нитрованию. Это 12- цилиндровый газовый двигатель модели G398TA с турбонаддувом и охлаждением нагнетаемого воздуха производительностью 448 квт (600 л.с.) на 1000 об./мин. На фотографиях показаны детали после 7860 ч эксплуатации с нагрузкой 85-95% и интервалами замены 1500 ч, которые вдвое превышали рекомендованный компанией Caterpillar для этого двигателя интервал в 750 ч. 19 и 20 видны отложения с внешней и внутренней стороны поршней. В канавках и на нижних перемычках минимальные отложения, в результате чего средневзвешенная общая оценка составила 39,9, и внутренняя полость поршней тоже чистая.

Такой низкий уровень отложений помог снизить износ гильзы, и на рис. 21 видно, что на большей части гильзы сохранилась хонинговочная сетка.

При оценке состояния клапанной крышки на рис. 22 заметно, что нагар также незначительный. 19 Поршень ДВС Caterpillar G398TA 7860 ч работы на МГД-1 с интервалом замены масла 1500 ч Рис. 22 Клапанная крышка ДВС G398TA 7860 ч работы на МГД-1 с интервалом замены масла 1500 ч Рис. 20 Внутренняя полость поршня ДВС Caterpillar G398TA 7860 ч работы на МГД-1 с интервалом замены масла 1500 ч Рис. 21 Гильза ДВС Caterpillar G398TA 7860 ч работы на МГД-1 с интервалом замены масла 1500 ч ПРИМЕРЫ НЕПРАВИЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МАСЕЛ Теперь давайте рассмотрим примеры того, как может навредить работе применение масла, не предназначенного специально для газовых двигателей. От этого могут пострадать многие эксплуатационные показатели, в том числе снизиться ресурс клапанов, увеличиться износ поршневых колец и гильз, а также нагарообразование в двигателе.

Ниже представлены несколько из таких проблем. Caterpillar G398TA На двигателе CAT G398 проводилось ещё одно испытание, чтобы оценить, как поведёт себя масло, зольность которого превышает рекомендованный компанией Caterpillar предел в 0,6%. В этом случае было взято масло зольностью 0,83% в отличии от МГД-1 зольностью 0,45%, результаты испытания которого обсуждались ранее.

23 и 24 показаны поршень и гильза. Несмотря на то, что канавки и нижние гребни поршня чистые, на днище и в верхней части гильзы были большие отложения.

Эти отложения нанесли вертикальные царапины на поршне и гильзе, что видно на фотографиях. Средневзвешенная оценка поршневых отложений для масла зольностью 0,83% составила 111, что более чем вдвое превышает оценку, полученную после испытания МГД-1. Несомненно, этот продукт имеет слишком высокую зольность для защиты днища поршня. Более того, и осмотр клапанов показал больший износ клапанной тарелки при испытании этого масла. 23 Днище поршня ДВС Caterpillar G398TA после испытания масла, зольность которого превышает рекомендованную компанией Caterpillar 8835 ч работы на масле зольностью 0,83% от массы с интервалом замены масла 1500 ч Рис.

25 Пример воздействия зольности масла на скорость изнашивания клапанного седла и тарелки Износ днища поршня в результате сильного нагарообразования ДВС Waukesha 7042 GSI В этом испытании мы оценили результат использования масла, зольность которого меньше рекомендуемого компанией Waukesha для этого двигателя предела в 0,35% от массы. Во время испытания ДВС работал с нагрузкой 100%. Мы периодически измеряли износ клапанов, отслеживая скорость изнашивания, и обнаружили, что она почти что вдвое превысила установленный Waukesha предел (рис. Замена масла на МГД зольностью 0,45%, сократила скорость изнашивания вчетверо до того уровня, который намного меньше предписанного предела. Этот эксперимент помогает продемонстрировать, насколько важна зольность масла в предотвращении износа клапанного механизма и определении сроков восстановления головки двигателя. 24 Гильза ДВС Caterpillar G398TA после испытания масла, зольность которого превышает рекомендованную компанией Caterpillar 8835 ч работы на масле зольностью 0,83% от массы с интервалом замены масла 1500 ч.Перепечатано из документа Общества автомобильных инженеров (SAE ) с разрешения владельца Society of Automotive Engineers СОСТАВ ЗОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Состав золы также влияет на скорость изнашивания клапанного седла и тарелки.

Те масла, зола в которых образуется сгоранием цинка, продемонстрировали свою способность ускорять изнашивание клапанного седла и тарелки в двухтактных дизельных (2) и газовых (3) двигателях. Недавно проводились испытания моторного масла для газовых двигателей (4) в двигателе Cummins серии С объёмом 8,3 л.

Во ходе испытания сравнивались три масла схожие по зольности (0,54-0,56% от массы) и содержанию металлов ( миллионных долей кальция и миллионных долей цинка). Результаты такого сравнения показаны на рис. Несмотря на схожесть этих масел по зольности и составу металлов, при использовании масел С1 и С2 скорость изнашивания клапанных тарелок и сёдел составила менее чем одну треть от изнашивания при применении эталонного масла. Это помогает показать, какое влияние на ресурс головки двигателя оказывает состав масла. На срок службы головки ДВС могут воздействовать как зольность масла, так и состав зольных отложений. В результате можно утверждать, что лучшие эксплуатационные результаты, вероятно, будет обеспечивать масло, имеющее оптимальный для газовых двигателей состав.

Царапины на гильзе 12. 26 Свидетельство того, что кажущиеся аналогичными масла могут обеспечивать разную защиту от износа клапанного седла и тарелки Масло Эталон Проба C1 Проба C2 Зольность,% от массы 0,56 0,54 0,54 Ca, ppm Zn, ppm Вязкость 15W-40 15W-40 15W-40 сможет пройти на дешёвом моторном масле всего ч.

Дополнительные расходы на восстановление ГБЦ при использовании дешёвого масла нивелируют экономию на цене масла, что видно на рис. При часов эксплуатации использование дешёвого моторного масла обойдётся на долларов США дороже за счёт дополнительных расходов на техническое обслуживание. Однако фактические затраты на использование в газовом двигателе неподходящего для него масла могут быть значительно выше, если добавить сюда дополнительное обслуживание, простой и производственные потери. 27 Пример влияния применения оптимального МГД на затраты по восстановлению головки ДВС.Перепечатано из документа Общества автомобильных инженеров (SAE) с разрешения владельца Society of Automotive Engineers РАСХОДЫ, СВЯЗАННЫЕ С ПРЕЖДЕВРЕМЕННЫМ РЕМОНТОМ ГБЦ Как уже говорилось выше, использование МГД с оптимальным для применения в газовых двигателях составом поможет максимально продлить ресурс ДВС, но из-за более высоких затрат на масло потребитель может не решиться на его покупку.

Вместо этого, покупатели предпочитают дешёвые низкокачественные масла. Однако следует учитывать все аспекты, чтобы понимать, какие относительные расходы связаны с выбором масла. Чтобы показать, как использование того или иного моторного масла влияет на суммарные затраты потребителя, рассмотрим пример суммарных расходов на масла и восстановление ГБЦ гипотетического газового ДВС в расчёте на часов эксплуатации. Предположим, что затраты на восстановление головок газового двигателя составляют примерно долларов США на единицу, с оплатой 2500 долларов США за работу. Среднегодовой расход масла на каждый двигатель составляет 5500 л.

Соответственно, если МГД на 0,20 долларов США дороже дешёвого моторного масла, покупаемого, в свою очередь, по цене 1 доллар США за 1 л, то экономия на закупке масла составляет 1100 долларов США в год. С другой же стороны, МГД эффективнее защищают от износа клапанного седла и тарелки, чем дешёвые моторные масла, могут, потенциально, продлить ресурс ГБЦ примерно на 50% в соответствии с приведёнными выше данными. Значит, двигатель, срок службы которого при использовании МГД составляет ч, ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА С ГАЗОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ Данная статья сосредоточила своё внимание на маслах для стационарных газовых двигателей. Тем не менее, и для транспортных средств всё большую популярность в качестве топлива завоёвывает компримированный метан. В этой связи необходимо сказать пару слов об использовании таких масел в этой развивающейся области применения газовых двигателей.

В общем, мы обнаружили, что для двигателей передвижного оборудования действует ряд тех же требований, что и для больших стационарных ДВС, однако между этими двумя областями применения есть одно важное различие. В обоих типах двигателей используется газообразное топливо, поэтому масла для них должны обладать высокой стабильностью к окислению и нитрованию а также оптимальным уровнем зольности для защиты клапанов. Без сомнения, диспергирование сажи здесь не обсуждается. Важное различие между стационарными и автомобильными двигателями заключается в конструкции клапанного механизма.

Если у ДВС есть скользящие толкатели клапанов, значит, они могут нуждаться в дополнительной защите от износа, помимо требований, применяемых для стационарных двигателей (4). Так как большинство МГД разработаны в соответствии с предельной нормой содержания фосфора в 300 миллионных долей, что необходимо для их совместимости с нейтрализато- 13 14 рами отработавших газов, то они не могут обеспечивать достаточную защиту от износа двигателей со скользящими толкателями, если не содержат дополнительных противоизносных присадок. Ещё одна разница в циклах нагрузки. Автомобильные двигатели работают при меньшей максимальной нагрузке, но при этом подвергаются большим цикличным нагрузкам. Как и в случае со стационарными двигателями, автомобильные, скорее всего, выиграют от применения в них моторных масел, специально разработанных для такого рода оборудования. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Внешне газовые двигатели могут по своему размеру и характеристикам напоминать дизельные, но требования к используемым в них моторным масла значительно отличаются. Так как метан в газовых двигателях горит при более высоких температурах, моторные масла должны иметь стабильность к сильному окислению и нитрованию.

Отсутствии жидкого топлива или сажи, которые могли бы служить своего рода смазкой контактных поверхностей клапанной тарелки и седла, заставляют конструкторов двигателей полностью положиться на то, что эту функцию будет выполнять только образующаяся в масле зола. Важнейшее значение для изнашивания клапанного седла и определения интервалов технического обслуживания ГБЦ имеет концентрация золы и её состав. Надлежащим образом разработанное МГД может обеспечить отличную защиту от износа и отложений, в применение масла, не предназначенного для газовых двигателей, может негативно отразиться на их эксплуатационных характеристиках и повысить эксплуатационные расходы. Специально разработанные для газовых двигателей масла можно купить в любой части мира. Масла для газовых двигателей предназначены для того, чтобы обеспечивать наилучшую защиту газовых двигателей. ЛИТЕРАТУРА: 1.

Smrcka, Development of a New-Generation Low-Ash Oil Additive Package for Natural Gas Engines, ASTM Paper 91-ICE-A (1991). Mc Geehan, J. Gilmore, and R. Thompson, How Sulfated Ash in Oils Causes Catastrophic Diesel Exhaust Valve Failures, SAE Paper (1988). Smrcka, The Effect of Lubricating Oil Additives on Valve Recession in Stationary Gaseous-Fueled Four-Cycle Engines, SAE Paper (1993). Stockwell, and A.

Montez, A New CNG Engine Test for the Evaluation of Natural Gas Engine Oils, SAE Paper (1998). 14 15 Приложение Требования к моторным маслам для четырёхтактных газовых двигателей Производитель двигателя Bergen Caterpillar (1) Cooper Bessemer среднее тормозное эффектив-ное давление 175 фунт/дюйм Зольность, SO4,% от массы Малозольное 0,4-0,6 Масс. Доля фосфора,% Масс. Доля цинка,% Нет -ОЩЧ (D 2896), мг KOH/г Класс вязкости SAE Другие 5, 7-8 (серн.

Газ) SAE 40-15W-40, 30, 40 API CC или CD Малозольное с Zn. ' - ДАДТФ ' - Dresser Rand SAE 30 - SAE 15W-40 Jenbacher l=1 3,0, предпочтительно API CC или MIL-L-2104B 4 (прохождение CRC L-38) Leanox 0,6-1,0 -SAE 40 MIL-L-2104C предпочтительно/ 8,0 MIL-L-2104B допустимо/(прох. CRC L-38) MAN B&W двухтопливные не более 1,0 4-6 SAE 40 MIL-L-2104D/API CD, мин. Базовое масло MAN Dezentrale Energiesysteme (MDE) 0,4-0,7, предпочтительно ниже нет - 3,0 SAE 30/40/20W-40 15W-40/5W-30 Полевое испытание/перечень одобренных масел/ тест на разбухание уплотнений/загрязнение масла по MAN MAN Brons 0,35-0, малосерн.

Газ SAE 40 малосерн. Газ 0,6-0,9 серн. Не более 0,5, нейтрализаторы 5-8 сернистый газ Mirrlees Blackstone (только двухтопливные) не более 1,0 -не менее 5 SAE 40 API CD/Перечень эффективных свойств MWM Deutz (KHD) Нов.: 0,50 Стар: 0,75 Синт: 1,0 Niigata двухтопливные не более 0,9 искровое зажигание не более 0,6 -не менее 3 SAE 40 SAE 30/SAE SAE 30/SAE 40 SAE 30/SAE 40 1 Также рекомендуются беззольные масла с хорошими результатами полевого испытания для двигателей GXXX. MIL-L-2104B/API CC/MWM-B/Полевое испытание ISOT/KHT/L-38/4Ball/1G-2/Полев. 12 16 Приложение Требования к моторным маслам для четырёхтактных газовых двигателей (продолжение) Производитель двигателя Зольность, SO4,% от массы Массовая доля цинка,% Ruston (искровое зажигание) Не более: 0,5 малосерн. Газ,: 0,08 малосерн., 0,7 Серн. Газ, 1,0 свалочный газ 0,05 серн., 0,03 свал./серн.

(двухтопливные) Не более: 0,7 малосерн.,: 0,08 малосерн.,: 4 малосерн., Предпочт. SAE 40/ 0,9 серн., 1,0 свалочный газ 0,05 серн., 6 серн., допустим SAE 30 0,03 свал./серн.

9 свал./серн. Wärtsilä (SACM) (двухтопливные) Не более 1,0 Не менее 7,5 Предпочт. SAE 40/ допустим SAE 30 Wärtsilä NSD (искровое зажигание) Не более 0,6 4,0-7,0 SAE 40 SEMT Pielstick Рекомендуемая 0,4-0,6 Superior NA предпочт. 0,5-1,0 (беззольное и допустимо малозольное) TC 0,5-1,0 (беззольное, малозольное не допустимо) Серии 1700 и 2400 требуется 0,4-0,6 Waukesha VGF (2) VSG Intermediate VHP (Rich Burn λ=1) VHP 2895,5108,5790 GL (λ =1,5-2) VHP 3521, 5115, 7042, 9390 GL (λ =1.5-2) (3) AT 25/27 0,5-1,0 0,35-1,0 0,35-1,0 Не менее 0,35 Не менее 0,35 0,9-1,7 Не менее 0,35 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 ОЩЧ (D 2896), мг KOH/г Класс вязкости SAE Другие: нет малосерн., Предпочт. SAE 40/ 5 серн., 8 свал.

Инструкция Капиталного Ремонта Газового Двигателя Waukeshans

Допустим SAE 30 2 малосерн. Газ, 6-12 серн. Газ 2 малосерн. Газ, 6-12 серн. Газ 2 малосерн.

Газ, 6-12 серн. Газ SAE 40 CD-II SF MIL- L-2104E SAE 40 CD-II SF MIL-L-2104E SAE 30, SAE 40 SAE 30 или 40 (1) SAE 30 или 40 (1) SAE 30 или 40 (1) SAE 30 или 40 (1) SAE 30 или 40 (1) SAE 30 или 40 (1) SAE 30 или 40 (1) Индекс вязкости не меньше 95 (исходная основа) Без брайтстока, базовые масла 100% селективной очистки Без брайтстока, базовые масла 100% селективной очистки API CD с минеральными базовыми маслами API CD с мин. Базовыми маслами API CD с мин. Базовыми маслами API CD с мин. Базовыми маслами API CD с мин.

Базовыми маслами API CD с мин. Базовыми маслами API CD с мин. Базовыми маслами API CD с мин. Базовыми маслами 1 SAE 30 при температуре в маслосборнике ниже 71 C, SAE 40 выше. С минеральным маслом 2 Для некоторых моделей номинальная зольность масла должна быть 0,5% от массы, для других 1,0%; см. Последнее издание сервисного бюллетеня Waukesha.

3 Для двигателей с модификациями клапанных коромысел по сервисному бюллетеню или серийных двигателей, поставленных после 31 марта 1997 г., можно использовать масла зольностью не менее 0,35% от массы. 13 17 Приложение Требования к моторным маслам для двухтактных газовых двигателей Производитель Cooper-Bessemer 2 среднее тормозное эфф. 85 фунт/дюйм Зольность (категория) Зольность Мало- Беззольное зольное Мин. X X X X 0,0 0,0 0,8 0,1 Цинк, не более% Комментарии Предпочт. Беззольное Беззольное Сервисная категория API 4 CA CB Вязкость SAE 40 SAE 40 Индекс вязкости Не менее 70 Не менее 70 Базовые масла Без брайтстока Без брайтстока Dresser-Rand (Clark) X Макс. Защита от забивания отверстий с беззольным Dresser-Rand Нет рекомендаций по (Worthington) зольности Fairbanks Morse, MEP X 0,4 1,1 ОЩЧ 3-10 двухтопливные X 0,2 0,5 ОЩЧ 3-7 искровое зажигание Ajax (2) X X 0,0 0,8 0,04 Предпочт.

Инструкция Капиталного Ремонта Газового Двигателя Waukeshare

Беззольное MIL-L- 2104(CB) MIL-L- 2104B(CC) 11,3-13,8 сст при 100 C SAE 40 SAE 30 или SAE 40 1 Высокий или средний Нафтеновые (5) CA или CB SAE 30 3 Не менее 70 Без брайтстока 1 SAE 30 при температуре масла 85 C. 2 Производится компанией Cooper Cameron. 3 Допустимо использование всесезонных масел, если они нужны для холодного запуска.

4 Многие производители двигателей отдают больше предпочтения результатам полевых испытаний, чем соответствию категории API.