Передув турбины последствия: Передув турбины — компания Centr Turbin

Содержание

что опаснее и как исправить

Содержание:
  1. Что такое передув и недодув
  2. Последствия недодува
  3. Причины и опасности передува
  4. Как избежать поломок турбины

За одну секунду с конвейеров всех автомобильных заводов в мире выезжает приблизительно 2-3 автомобиля, а ежегодный прирост составляет более 70 миллионов новых машин. И 70% от общего количества составляют турбированные двигатели.

Двигатели с турбиной с каждым годом всё больше вытесняют обычные атмосферные моторы. В этом нет ничего удивительного, ведь они имеют ряд существенных преимуществ перед атмосферными ДВС:

  • большая мощность и крутящий момент во всем диапазоне оборотов при том же объеме;
  • более экономичный режим расхода топлива;
  • более стабильная работа на холостом ходу.

 

Каталог турбокомпрессоров

 

 

Видео: Как устроена турбина

Но есть важное условие. Турбина обязательно должна выдавать необходимое давление воздуха.

Что такое передув и недодув

Давление наддува — один из ключевых параметров каждого турбокомпрессора. Этот показатель рассчитывается конструкторами для каждого двигателя индивидуально.

Какое давление должна создавать исправная турбина:

  • для дизельных двигателей наддув колеблется от 0.6 бар до 0.7 бар;
  • для бензиновых от 0.6 бар до 1.0 бар.

Снижение создаваемого турбиной давления ведет к недодуву, а повышение — к передуву. Оба явления приводят к неправильной работе двигателя, что в итоге может привести к его поломке. Подробнее о возможных неполадках двигателя из-за неисправной турбины — читайте в статье.

Последствия недодува

Для нормальной работы любого ДВС критически важно поддерживать оптимальную топливовоздушную смесь во всем рабочем диапазоне. Процентное соотношение воздуха и горючего в смеси напрямую зависит от турбины.

Чаще всего турбина не создает необходимое давление в том случае, если сопловый аппарат (геометрия) заклинивает в режиме минимального наддува. Подробнее о причинах заклинивания геометрии вы можете прочитать в нашей статье.

Фото: Заклинивание геометрии турбины из-за сажевых отложений

Также к недодуву могут приводить нарушения герметичности системы наддува: разрыв патрубков, неплотные соединения или повреждения интеркулера.

Как понять, что в системе не создается должное давление:

  • Резкое снижение мощности, которое невозможно не заметить;
  • Двигатель очень медленно набирает обороты, разгон до высоких скоростей заметно затрудняется.
  • Индикация на приборной панели о неисправности двигателя, попросту говоря “Check Engine”

Какие могут быть от этого последствия? Неприятные, но и не критичные. В большинстве случаев это влияет только на комфорт пользования автомобилем, потому что динамика разгона станет заметно хуже.

Решить проблему довольно просто. Нужно заменить или очистить сопловый аппарат, заменить или отремонтировать клапан вестгейт или устранить причину негерметичности системы подачи воздуха.

Каталог комплектующих турбокомпрессора

Причины и опасности передува

Повышенное давление воздуха в системе — это то, чего действительно стоит опасаться. Привести к этому может ряд неисправностей:

  1. Износ или повреждение лопаток соплового аппарата;
  2. Заклинивание геометрии в положении высокого наддува;
  3. Неисправность клапана сброса избыточного давления;
  4. Появление в корпусе турбины нагара;
  5. Некорректная работа актуатора турбины.

 

Видео: Электронный актуатор: виды, поломки, ремонт и проверка

Что произойдет если продолжить эксплуатацию автомобиля, а проблему быстро не устранить? Ответ простой — потребуется очень дорогой ремонт.

Перенаддув формирует обедненную топливовоздушную смесь.
Работа двигателя на такой смеси приводит к следующим последствиям:

  • Нестабильной работе двигателя на холостом ходу. Водителю придется постоянно “подгазовывать”, чтобы мотор не заглох;
  • Прогоранию поршней и клапанов из-за повышения температуры в камерах сгорания;
  • Скорейшему выходу из строя элементов системы охлаждения;
  • Повышенному расходу топлива;

Турбина тоже перегревается. Повышение температуры разрушает тонкую масляную пленку на втулке или подшипниках, что может привести к заклиниванию вала турбины, его разрушению и попаданию посторонних частиц в камеру сгорания двигателя.

Всё это легко может вылиться в капитальный ремонт двигателя и замену турбины. Иными словами: в очень кругленькую сумму.

Фото: Настройка турбины на стенде в Master Service

Чтобы устранить передув турбины, потребуется её демонтаж с автомобиля, дефектовка, замена поврежденных комплектующих и настройка на стенде, создающем условия схожие с теми, в которых турбина работает на автомобиле.  

Как избежать поломок турбины

Так что же всё-таки хуже: передув или недодув? Ответ очевидный. Именно передув может нанести турбокомпрессору и двигателю колоссальный ущерб.

Но всего можно избежать, если придерживаться двух простых правил:

  1. Внимательно следить за работой двигателя. Увеличенный расход топлива, неравномерная работа на холостом ходу, провалы в мощности, перегрев охлаждающей жидкости и горящая лампочка “Check Engine” — всё это повод сделать диагностику турбины;
  2. Не оттягивать ремонт. Заметили проблему — записывайтесь на СТО как можно скорее. Недодув и передув, как правило, не появляются моментально. Сначала симптомы возникают периодически, потом чаще и так до тех пор, пока они не примут постоянный характер.

Специалисты Master Service диагностируют турбины на автомобиле и на стенде, ремонтируют, балансируют. Обычно ремонт и балансировка занимают 1-2 дня — в зависимости от сложности неисправности.

Записаться на диагностику

Если ваш турбокомпрессор не подлежит ремонту, наши специалисты помогут

подобрать новую или восстановленную турбину. Агрегаты в наличии на нашем внутреннем складе. 

Нужна помощь в выборе турбины? Позвоните нам и мы поможем вам подобрать турбину для вашего авто:

+38 (097) 040-01-92

+38 (050) 040-01-92

+38 (093) 040-01-92

Избыточное давление. Всё про наддув

, Статьи

Всё про современные системы наддува

Наддув — самый доступный и простой способ увеличить мощность двигателя внутреннего сгорания. Теория проста: чтобы выросла отдача, нужно сжечь как можно больше топлива. Но для его горения необходим ещё и воздух. И если «налить» в цилиндры сколько угодно топлива проще простого (качай себе и качай мощным насосом), то с воздухом дело обстоит сложнее — для него тоже нужен своеобразный насос. И роль такого агрегата в двигателях играют нагнетатели. Вне зависимости от его типа, оснащённый наддувом двигатель обладает большей мощностью и крутящим моментом, чем аналогичный атмосферник. Почему это возможно, какие существуют конструкции и какие побочные эффекты имеет наддув? Рассказываем в нашей справке по современным системам.

История наддува

Впервые техническая идея загнать в автомобильный двигатель больше воздуха с помощью энергии вращения коленвала пришла в голову Готтлибу Даймлеру в 1885 году, а в 1905 году швейцарец Альфред Бюхи получил патент на аналогичную систему, работающую уже от энергии выхлопных газов. Но до реализации этих решений в автомобилях прошло некоторое время — первый серийный легковой автомобиль «наддули» с помощью приводного нагнетателя в 1921 году — им стал Mercedes-Benz. Турбонагнетатели же стали получать распространение в авиационных двигателях 1920-х годов, так как там было особенно важно справляться с потерей мощности по мере набора высоты, где плотность воздуха становится меньше. Вскоре газовые нагнетатели нашли своё применение и в грузоперевозках — прибавка в крутящем моменте оказалась для дизелей судов и локомотивов очень кстати. Первой легковушкой с турбонагнетателем под капотом стало купе-хардтоп Oldsmobile Jetfire с 215-сильным V8.

Вскоре турбина появилась и на Chevrolet Corvair Corsa (расположенный сзади 6-цилиндровый оппозитник воздушного охлаждения с наддувом был лишь одним из необычных технических решений этой экзотической машины), а после подоспели и европейцы в лице Porsche (911 Turbo в 1975 году) и Saab (99 Turbo 1978 года). А вот с наддувным дизельным седаном всех опередил производитель из Старого Света — в 1978 году появилась версия 300SD лимузина Mercedes-Benz W116. Вскоре дизельные автомобили приобрели в Европе огромную популярность, а турбонаддув стал неотъемлемой частью конструкции легкового дизеля. Существуют и грузовые дизели с приводными нагнетателями, но по ряду технологических причин эта схема не получила широкого распространения в автомобилестроении.

Какие существуют виды наддува

К механическим видам наддува (обычно под наддувом понимаются именно механические схемы) относят приводной компрессор и турбокомпрессор. Приводной нагнетатель, как правило, располагается вдоль блока рядного двигателя или в развале V-образного блока и приводится от коленвала с помощью ременной передачи, прессуя воздух парой винтовых роторов или крыльчаткой. Турбина же приводится в действие вылетающими из цилиндров в коллектор под большим давлением выхлопными газами и утрамбовывает воздух на впуске крыльчаткой. Обычно турбина находится сразу за выпускным коллектором или непосредственно интегрирована в него — как, например, в современных моторах группы Volkswagen.

Отдельно можно выделить эксперименты производителей с электротурбинами. Они не отбирают мощность у двигателя и лишены газовой турбоямы, так как колесо компрессора вращает электромотор. Впрочем, к этой схеме у производителей до сих пор остаётся немало вопросов, и подробнее об этом можно прочитать в нашем материале Audi завтрашнего дня. Кроме механического, существует ещё безагрегатный наддув. Так называют повышение давления на впуске с помощью сочетания скорости движения и особой формы и размеров впускных патрубков. Избыточное давление такого типа является мерой дополнительного форсирования преимущественно спортивных атмосферных двигателей. Примером заводской реализации такой схемы может служить впускной тракт хэтчбека Porsche Panamera в особой версии GTS.

Как устроен турбонагнетатель

Конструкция турбонагнетателя проста: на едином валу находятся две крыльчатки, каждая из которых вращается в своём корпусе, называемом в народе «улитка». Одну крыльчатку (в так называемой горячей улитке) вращает поток выхлопных газов, а связанная с ней единой осью вторая крыльчатка в холодной части крутится и трамбует во впускной тракт забираемый с улицы воздух. Таким образом, чем выше обороты работы двигателя, тем больше он вырабатывает газов и тем больше воздуха впоследствии получает. Идеальный замкнутый круг с бесконечным потенциалом повышения мощности?

Но всё не так просто. Во-первых, шатунно-поршневая группа каждого мотора рассчитана на определённые нагрузки, и превышение их приведёт к разрушению двигателя. Во избежание бесконтрольного роста давления наддува в горячей части нагнетателя предусмотрена специальная калитка-клапан под названием «вейстгейт» (в переводе — клапан для излишков), которая открывается с помощью пневматики или сервопривода при достижении пикового расчётного давления в системе. В результате «лишние» газы просто идут в обход турбинного колеса прямиком в выхлопной тракт и не раскручивают компрессор сверх меры. Как правило, в моторах есть и ещё одна страховка от «передува» — при превышении критического порога давления блок управления двигателем ограничивает увеличение подачи топлива на безопасной отметке, и мотор перестаёт производить слишком много выхлопных газов.

Эта анимация наглядно показывает как устроен и работает классический турбонагнетатель

Но в защите нуждается не только поршневая группа, но и сам турбокомпрессор. Представьте, что он уже «надул» много сжатого воздуха во впускной трубопровод, а водитель внезапно закрыл дроссель — ударившись в такое препятствие, сжатый воздух направится искать себе другую дорогу и обязательно найдёт её в противоположном направлении, где находится только что спрессовавшее его колесо компрессора. Возникающая в таком случае на крыльчатку нагрузка называется помпаж и воздействует на турбонагнетатель самым деструктивным образом. Для стравливания излишнего воздуха в районе впускного патрубка или интеркулера в систему встраивается ещё один перепускной клапан, который отправляет воздух обратно на впуск перед турбокомпрессором (тогда клапан называется байпасным) или в атмосферу (блоу-офф-клапан). Последняя разновидность «перепускников» как раз и порождает чихающие, свистящие и шипящие звуки тюнингованных автомобилей с турбонаддувом, которые можно услышать на улицах.

Ещё одна проблема уже эксплуатационного характера заключается в том, что на малых оборотах поток газов слишком мал, чтобы раскрутить вал турбокомпрессора для создания сколько-нибудь существенного давления и получения дополнительной мощности — в народе такая ситуация называется «турбоямой». Поэтому конструкторы систем наддува тщательно подбирают размеры «холодной» и «горячей» крыльчаток в зависимости от объёма двигателя и желаемого характера тяги. Например, в спортивной Audi Sport quattro турбина имеет огромную горячую часть и небольшую холодную, поэтому, чтобы раскрутить такой нагнетатель, нужно выйти на высокие обороты (3500-4000 об/мин и выше), но зато потом следует очень резкий бескомпромиссный подхват. А в современном гражданском Mini Countryman (мы совсем недавно ездили на обновлённой модели) с небольшим моторчиком объёмом 1,6 литра нагнетатель маленький, но зато легко раскручивается с минимальных оборотов, что удобно в городских условиях.

Чтобы понизить порог наддува, когда турбина создаёт избыточное давление, и сократить зону турбоямы, создатели турбокомпрессоров используют различные конструктивные ухищрения. Самые распространённые из них — крыльчатка с изменяемой геометрией и твинскролльная горячая «улитка». TwinScroll предусматривает два параллельных, но разного размера и формы канала для выхлопных газов в едином корпусе улитки — газы в каждый из каналов попадают от своей группы цилиндров, но крутят единое турбинное колесо. Его лопатки выполнены таким образом, что одинаково эффективно воспринимают импульсы из обоих каналов.

Из-за различной геометрии каналов и достигается хорошая тяга одновременно и на низких, и на средних и высоких оборотах, а отсутствие столкновения и завихрения потоков газов от разных групп цилиндров улучшает газодинамические свойства системы. Турбины же с изменяемой геометрией имеют специальные, приводимые актуатором, подвижные лопатки-заслонки, которые в разных положениях позволяют менять форму газового канала в горячей улитке (упрощённо — в разное время имитируют маленькую и большую турбину) и таким образом максимально эффективно в конкретный момент времени направлять на турбинное колесо поток выхлопных газов.

Принцип работы турбины с изменяемой геометрией можно изучить на примере дизельного нагнетателя компании Holset

Как устроен механический нагнетатель

В отличие от питающегося «бесплатными» выхлопными газами турбокомпрессора, механический нагнетатель приводится в движение энергией вращающегося коленвала. Соответственно, чтобы получить дополнительную мощность, двигатель сначала часть мощности отдаёт, поэтому КПД такого решения ниже. Но, тем не менее, производители не спешат отказываться от приводных нагнетателей, потому как они наделяют автомобиль моментальной тягой с самых низких оборотов — понятие турбоямы к приводным компрессорам практически неприменимо. Конструкция предусматривает ременную, цепную или реже передачу иного типа, которая вращает вал нагнетателя от коленвала мотора. Аналогично турбокомпрессору, нагнетатель прессует воздух и отправляет его под избыточным давлением во впускной коллектор. Наиболее похожий на турбокомпрессор вид приводного нагнетателя — центробежный. Он трамбует воздух аналогичным турбинным колесом, но приводится оно не выхлопными газами, а механически.

Эта анимация компании Eaton – одного из ведущих производителей компрессоров Roots-типа — объясняет принцип работы такого нагнетателя

Но самым первым компрессором, который применил в автомобилестроении Готлиб Даймлер, стал агрегат типа Roots, названный по имени своих создателей-братьев — изначально они разработали устройство для промышленных нужд. Такой нагнетатель представляет собой собранные в едином корпусе и находящиеся своими лопастями-кулачками в зацеплении два продолговатых ротора, которые своим вращением по направлению друг к другу захватывают и прокачивают воздух во впускной коллектор. Третья разновидность компрессоров — винтовые типа Lysholm — перекачивают и сжимают воздух с помощью сверлообразных несимметричных роторов, которые находятся в зацеплении. Благодаря уменьшающимся по направлению к выходу из компрессора воздушным камерам между шнеками осуществляется внутреннее сжатие воздуха, что обеспечивает большую в сравнении с Roots-нагнетателями эффективность системы. Аналогично газотурбинным схемам, развиваемое механическими компрессорами давление регулируется с помощью клапанов или муфт.

Комбинированные схемы агрегатного наддува

Как только системы наддува стали использоваться массово, инженеры стали думать над повышением их эффективности. Для борьбы с турбоямой, помимо вышеупомянутого твинскролльного наддува, используется схема с двумя последовательно дующими нагнетателями: это может быть маленькая турбина для низких оборотов в сочетании с большой для средних и высоких (так называемая архитектура твинтурбо; пример — Subaru Legacy в кузове BE/BH) или симбиоз приводного компрессора для низких оборотов и турбокомпрессора для средних и высоких. Последним прославилась компания Volkswagen со своим мотором 1.4 Twincharger, который обеспечивал плавный рост давления, но вместе с тем из-за сложности конструкции доставлял немало хлопот по части надёжности и обслуживания.

Однако две турбины одного мотора не обязательно отличаются размерами и работают последовательно: во многих современных наддувных моторах цилиндры условно делятся на две группы, и каждая из них обслуживается своим собственным нагнетателем. Однако инженерные изыскания порой порождают и более экзотические варианты: например, в новом трёхлитровом супердизеле BMW (381 л.с./740 Н•м) — три турбины! На низких оборотах работает первая маленькая турбина с изменяемой геометрией, на средних оборотах в дело включается большой нагнетатель, а на высоких прокачивать воздух в цилиндры помогает третий небольшой турбокомпрессор. Результат — водитель трёхлитровой машины ощущает под капотом литров так пять, да ещё и как будто с механическим нагнетателем, практически без турбоямы и лага. Ещё одна схема, пока не нашедшая серийного применения — электрическая турбина в качестве помощника обычному газовому компрессору, мы упоминали о ней выше.

На этой анимации компании BMW представлена схема работы нагнетателей первого в мире легкового двигателя с тремя турбинами

Охлаждение воздуха

Так как воздух в процессе прохождения через нагнетатель спрессовывается и соприкасается с горячими деталями агрегата, он нагревается и сам. Тёплый воздух имеет меньшую плотность, а порог разрушающей мотор детонации при использовании горячего воздуха становится ниже. Вот почему можно ощутить, что в жару автомобиль с наддувным двигателем «не едет» — в условиях недостатка воздуха (по сравнению с идеальными условиями) система управления двигателем готовит меньше горючей смеси, ограничивая до нужного соотношения и подачу топлива. Поэтому для охлаждения воздуха между нагнетателем и впускным коллектором в системах наддува предусмотрен промежуточный охладитель или, иными словами, интеркулер. Он представляет собой теплообменник (то есть радиатор), через который по пути в камеру сгорания проходит весь нагнетаемый воздух. По конструкции интеркулеры делятся на системы вида: «воздух-воздух» и «воздух-вода».

Первые дешевле в производстве, легче и в целом компактнее, но менее эффективны и дают меньшую гибкость в компоновке моторного отсека. Охлаждение наддувного воздуха осуществляется в них посредством попадающего на рёбра интеркулера набегающего воздуха через воздухозаборники переднего бампера (фронтальное расположение, например, у Mitsubishi Lancer Evolution и вообще у большинства современных автомобилей) или капота (Subaru Impreza WRX, Toyota Caldina GT-T и прочие автомобили с «ноздрёй» над мотором). Интеркулер же типа «воздух-вода» остужает воздух с помощью циркулирующей по встроенному контуру жидкости, имеющей отдельно вынесенный радиатор охлаждения. Такая система обеспечивает меньшую длину впускного тракта, а значит, и меньший турболаг, а также позволяет более гибко выбирать месторасположение кулера. Среди её минусов — повышенная сложность и масса конструкции, а соответственно и цена такого решения.

Пять мифов о турбонаддуве

Миф 1. Наддув снижает надёжность, турбины всё время ломаются

Пожалуй, это миф номер один, и доля правды в нём есть. Это связано с тем, что двигатель с наддувом имеет более сложную конструкцию, больше деталей и сложнее в проектировании, а значит — при прочих равных, — шанс, что в нём что-то сломается, выше, чем в случае с атмосферником. Однако конструктивные просчёты случаются и в безнаддувных моторах, поэтому удачная модель турбодвигателя не уступит в надёжности другому такому же удачному атмосфернику. Конечно, внутренние нагрузки в наддувных моторах выше, но каждый двигатель проектируется инженерами с учётом этих особенностей, поэтому все необходимые детали турбо- или компрессорного мотора изначально усилены. Сам по себе нагнетатель достаточно надёжен, но вследствие неправильной эксплуатации или конструктивных просчётов может выйти из строя, как и любая другая деталь. Даже если это случилось, то специализированные сервисы способны отремонтировать агрегат: для большинства современных моделей выпускаются запасные части и ремкомплекты, а точные измерения, необходимые для ремонта нагнетателя, вполне доступны квалифицированным мастерам. Резюме по мифу номер один: нагнетатель не является каким-либо особенно слабым звеном наддувного двигателя, а если его поломка и произошла, этот узел вполне поддаётся восстановлению или замене.

Миф 2. Автомобиль с наддувом потребляет больше топлива

Отчасти верно, но это касается, в основном, механических нагнетателей. Современные же турбированные двигатели создаются в основной своей массе именно с целью экономии топлива, так как в экономичном режиме вождения мотор с меньшим, чем у атмосферника сопоставимой мощности, рабочим объёмом потребляет меньше топлива, а в случае необходимости наддув даёт возможность распоряжаться существенной мощностью. Иными словами, много топлива расходуется только тогда, когда это действительно необходимо в соответствии с условиями движения. Повсеместный переход производителей на турбомоторы — лишнее тому подтверждение, ведь такое решение позволяет выпускать автомобили с более скромными показателями среднего расхода, а значит, и платить меньше обусловленных экологическим законодательством пошлин. Резюме по мифу номер два: современный автомобиль с турбонаддувом — это экономично.

Миф 3. Чем больше турбина, тем лучше

Размер нагнетателя — понятие, которое невозможно описать каким-то одним параметром. Это всегда совокупность размеров деталей компрессора, которые определяют его характеристики и совместимость системы с конкретным двигателем. В случае с турбокомпрессором основными и определяющими являются размеры и форма холодной и горячей частей, а производительность механического нагнетателя определяется габаритами винтовых элементов и соотношением диаметров приводных шкивов. Простой пример: если заменить турбину на автомобиле гольф-класса на узел от более объёмного мотора, то производимых компактным двигателем выхлопных газов может не хватить для эффективного раскручивания турбинного колеса, а значит, и компрессорная «холодная» крыльчатка не создаст нужного давления в системе. Некоторые турбокомпрессоры большего размера всё-таки помогут существенно увеличить мощность небольшого мотора, но доступна она будет только в узком диапазоне высоких оборотов, что удобно для трассы, но оборачивается чудовищной турбоямой в городе. Резюме по мифу номер три: размер нагнетателя требует инженерных расчётов и должен соответствовать параметрам двигателя и планируемым условиям эксплуатации автомобиля.

Миф 4. Владеть автомобилем с наддувом хлопотнее, чем обычным

В последние годы турбированные двигатели получили такое распространение, что далеко не все владельцы в курсе самого факта наличия нагнетателя под капотом. Разве владелице ярко-оранжевого Audi Q3 интересно, что шильдик TFSI на крышке багажника означает турбомотор? В эксплуатации современные автомобили с наддувом не требуют никаких особенных действий — нужно просто заливать соответствующее качественное топливо (не ниже 95 бензина в большинстве случаев и строго 98 для отдельных высокофорсированных моделей) и вовремя проходить регламентное обслуживание. Автомобили 10-20-летней давности с наддувными двигателями требовали более частого техобслуживания, однако сейчас у большинства производителей наддувные версии требуется загонять на сервис с той же регулярностью, что и атмосферные. Это стало возможным благодаря совершенствованию конструкции моторов, а также появлению новых видов масел.

Старые автомобили с наддувными моторами также боялись резкого глушения после «отжига» — детали турбины продолжали в таком случае вращаться по инерции, а подача масла уже прекращалась, что вело к повышенному износу. Для защиты механизма либо применялось устройство под названием турбо-таймер, которое давало поработать двигателю минуту-другую и затем автоматически его глушило, либо водитель сам ждал пару минут, прежде чем остановить мотор после активной поездки. Современные двигатели ничего подобного не требуют, так как система смазки турбокомпрессора рассчитана на такие условия. К примеру, на турбомоторах Volkswagen предусмотрена отдельная помпа, которая прокачивает через нагнетатель холодный антифриз после выключения зажигания. Резюме по мифу номер четыре: следите за качеством топлива и вовремя посещайте сервис — и можете не вдаваться в детали конструкции. Впрочем, это справедливо для любого автомобиля.

Миф 5. Наддув включается и отключается на определённых оборотах

Нагнетатель — это агрегат, который, как правило, всегда активен с самого момента запуска двигателя. Равно как с первым оборотом коленвала начинают вращаться приводящие механический компрессор шкивы, так даже на холостых оборотах мотор выделяет выхлопные газы, которые через горячую крыльчатку слегка вращают ось турбокомпрессора. Поэтому нагнетатель работает всегда, но вот быть эффективным начинает только с определённого момента. Порог, с которого нагнетатель создаёт избыточное давление, в каждой системе индивидуален, а рост давления может происходить быстро или медленно, но всегда относительно плавно. Резюме по мифу 5: нагнетатель не работает по принципу «вкл-выкл», а степень его участия в наполнении цилиндров воздухом зависит от оборотов двигателя. Исключение составляют системы, где присутствует более одного нагнетателя — в таких схемах обычно предусмотрено электронное управление потоками воздуха, и в зависимости от условий работы мотора специальные актуаторы и клапаны задействуют в нужный момент тот или иной компрессор.

Перспективы развития систем наддува

В настоящее время наблюдается всеобщая тенденция перехода на твинскролльные турбонагнетатели вкупе с уменьшением рабочего объёма двигателей. Эта схема практически не имеет недостатков: такой турбокомпрессор выходит на рабочее давление уже на низких оборотах и успешно «дует» вплоть до высоких. Таким образом, он успешно заменяет приводной нагнетатель в деле обеспечения тяги с самых низов, но при этом имеет более высокий коэффициент полезного действия и все преимущества традиционной турбины. А ровный, без «турбоям» и ярких подхватов, характер тяги делает вождение автомобилей с такими двигателями простым занятием для самого широкого круга водителей. Иной раз даже мы, откатавшие сотни разных машин журналисты, не сразу можем распознать наличие под капотом турбины. Но и приводные нагнетатели не потеряли окончательно своей актуальности. Во-первых, верность им сохраняют производители, для которых беспощадная тяга с самых низов является фирменной чертой характера. Типичный пример — компания Jaguar, чей 5-литровый V8 с механическим нагнетателем своей тягой и звуком пленил немало водительских сердец. Хотя тенденция неумолима: даже компания-первопроходец в области легкового приводного наддува, Mercedes-Benz, в последние годы совершила резкий переход на более эффективную турбокомпрессорную схему.

А во-вторых, компрессоры хороши для использования в… гибридах! Когда нужно состыковать тягу двигателя внутреннего сгорания и электромотора, более прогнозируемым и легко настраиваемым нагнетателем по словам инженеров некоторых автомобильных компаний является всё же механический. Один из примеров — Porsche Panamera S E-Hybrid, который мы недавно протестировали вместе с электрокаром Tesla Model S, а о ещё одном примере такой схемы мы расскажем вам уже на следующей неделе. Наконец, уменьшение рабочего объёма двигателя. Именно широкое распространение нагнетателей дало возможность производителям сделать моторы более компактными, лёгкими, малообъёмными и не жертвовать при этом мощностью. Такая игра идёт на всех уровнях легкового автопрома: взять хотя бы моторчики Fiat MultiAir (0,9 л) или Ford EcoBoost (1,0 л) для компактов, ещё недавно смехотворный для гольф-класса объём в 1,2 литра (например, Volkswagen TSI), распространённую ныне формулу «два-ноль-турбо» для автомобилей среднего класса, наддувные трёхлитровые «шестёрки» для больших седанов бизнес-сегмента и турбированные V8, которые пришли на смену атмосферным монстрам V10 и V12 в суперкарах.

Автор: Дмитрий Ласьков
Фотографии и иллюстрации компаний-производителей, из архива редакции и www.oldcarbrochures.com

Дмитрий Ласьков

Продолжение темы

Все новости

7 января 2022Почему мощность измеряют в лошадиных силах?

30 ноября 2021Как обслуживать автомобиль, чтобы ничего не потерять при продаже

16 ноября 2021Можно ли смешивать разные моторные масла?

26 октября 2021Посмотрите на российский аэромобиль без крыльев (фото)

11 октября 2021Стоит ли брать Honda Pilot с пробегом?

Помогите с турбиной [Архив] — Laguna Club Belarus

Laguna Club Belarus — Лагуна клуб Беларусь > МАСТЕРСКАЯ > Renault Laguna II > Двигатель > Помогите с турбиной


PDA

Просмотр полной версии : Помогите с турбиной



Андрей 0537

16. 06.2012, 01:05

уже писал здесь….короче поменял турбину но с каждым днём тяга всё хуже и хуже,коптит с выхлопной так что просто капец,через 3 недели адской езды разобрал ЕГР почистил, решил снять турбину,снял—шток грибка не двигался вообще,разобрал ещё глубже турбину-всё закоксовано…почистил, поставил ….походу всё повторяется опять, может кто сталкивался???


den0608

16.06.2012, 01:15

Может катализатор забит,поэтому выхлопом ЕГР отталкивает и коксует турбину.


Андрей 0537

16.06.2012, 01:16

Может катализатор забит,поэтому выхлопом ЕГР отталкивает и коксует турбину.

катализатор выбит


den0608

16.06.2012, 01:23

А мотор сильно сапунит?


geodezzz

16.06.2012, 01:30

А мотор сильно сапунит?

во сказанул! перефразируй, не все поймут…


Андрей 0537

16.06.2012, 01:31

А мотор сильно сапунит?

как сказать , езжу третий год , я бы не ска зал что сильно, врочем что сейчас что 2 года назад разницы я не заметил


den0608

16.

06.2012, 01:35

как сказать , езжу третий год , я бы не ска зал что сильно, врочем что сейчас что 2 года назад разницы я не заметил
Даже не зню что и посоветовать,может попробыват на ЕГР какую заглушку(что-то типо металлической пластины) поставить,чтобы выхлоп во впускной коллектор не поступал.


Андрей 0537

16.06.2012, 01:39

Даже не зню что и посоветовать,может попробыват на ЕГР какую заглушку(что-то типо металлической пластины) поставить,чтобы выхлоп во впускной коллектор не поступал.

да и масло куда то девается


den0608

16.06.2012, 02:01

да и масло куда то девается
Може маслосъемные колпачки поменять.Турбина новая — масло «брать» не может.


MASLAPUP

16.06.2012, 02:03

Католизатор вырезать, турбину в ремонт, вычистить впускной колектор и ЕГР, прочистить маслянные трубки к турбине и от неё, прочистить маслянный канал в блоке (от фильтра ,до выхода к турбине), ну и до кучи чистка интеркулера и заливной горловины (вентиляции картера).

В твоём случае только такой комплекс.Да и проверь наличие приходящего вакуума на турбине.


Dean

16.06.2012, 03:35

Проще бенз неприхотливый купить, дизеля это тот еще гемор. Сам знаю!


Андрей 0537

20.06.2012, 00:36

Проблему нашёл-пробит интеркуллер


geodezzz

20.06.2012, 00:51

Проблему нашёл-пробит интеркуллер

его, кстати, можно починить. самый лучший вариант, конечно кроме покупки нового, его заварить аргоном. если попроще — то вычислить те раздутые трубки, которые сосут воздух и пропускают масло, обрезать их и плоскогубцами АККУРАТНО заглушить. мера конечно временная, но поездить еще хватит.


MASLAPUP

20.06.2012, 01:15

Проблему нашёл-пробит интеркуллерБоюсь это последствия , а не причина.


geodezzz

20.06.2012, 01:17

Боюсь это последствия , а не причина.

что-то типа передува турбины…?


Андрей 0537

20. 06.2012, 01:19

да ,это уже последствия…….


MASLAPUP

20.06.2012, 01:23

Передув точно, вопрос почему ошибку не выбивала или о этом умолчали. А тут вариантов много от вакуомного насоса, до мазгов.Но надо сразу проверять наиболее распостранённые, т.е. грибок, шток турбины, датчик давления наддува, ЕГР.


Андрей 0537

22.06.2012, 23:36

[QUOTE=MASLAPUP;66205]Передув точно, вопрос почему ошибку не выбивала или о этом умолчали. А тут вариантов много от вакуомного насоса, до мазгов.Но надо сразу проверять наиболее распостранённые, т.е. грибок, шток турбины, датчик давления наддува, ЕГР.[/QU
Ошибку не показало но шток был закоксован


MASLAPUP

23.06.2012, 01:36

И опять становится вопрос , это причина или последствия чегото другого (что более вероятно). Проверяй датчик давления наддува, в нём бывает закаксовывается входное отверстие.


жентос

23.06.2012, 07:55

Я тоже столкнулся с передувом — порвало интеркуллер( крайние сверху и снизу трубки. Причиной оказался неисправный грибок- электромагнитный клапан регулировки давления наддува. Интеркулер восстановить не получилось — отрезали крайние трубки и обварили аргоном, но по сварке все равно пропуск, да и следующие трубки( рядом) стали пропускать. Купил новый интеркулер с усилением. Заменил также грибок — при замене грибка на б\у будьте бдительны . На разборке исправным оказался только взятый с третьей попытки. Проверил Клипом — пока всё ок.


hp777

23.06.2012, 15:20

Доброго дня! подскажите пожалуйста при 3000 оборотах какое давление турбина должна нагнетать. f9q750.


44serg66

05.06.2015, 14:26

Приветствую! Решил не создавать новую тему,а попросить совета здесь.Может кто подскажет,как ведёт себя авто с заклинившим штоком турбины.Двигатель 1.9dci,120 лошадей.Дело в том,что шток не ходит(ни в ручную,ни на заведённом авто),но машина едет! И нормально едет! Пробовал лить WD-шку,безрезультатно.Чем это может грозить? Или не париться?


MASLAPUP

05. 06.2015, 16:06

Приветствую! Решил не создавать новую тему,а попросить совета здесь.Может кто подскажет,как ведёт себя авто с заклинившим штоком турбины.Двигатель 1.9dci,120 лошадей.Дело в том,что шток не ходит(ни в ручную,ни на заведённом авто),но машина едет! И нормально едет! Пробовал лить WD-шку,безрезультатно.Чем это может грозить? Или не париться?

Смотря где заклинил. Если ни едит, то позасирает всё сажей, а если едит то при динамичном стиле езды есть риск разрыва патрубков и интеркулера.


44serg66

05.06.2015, 17:05

В том то и дело,что динамика не изменилась.Я даже не знал,что шток заклинивший,случайно обнаружил.Виктор,а самому реально разработать этот шток(я так понимаю геометрию),или же лучше к спецам?


MASLAPUP

05.06.2015, 17:55

Вот http://laguna-club.by/showthread.php?t=6985А дальше решать вам.


44serg66

05.06.2015, 18:49

Спасибо.Буду думать.


44serg66

05. 06.2015, 20:19

Спецы зарядили сегодня от 100 до 300 у.е за чистку геометрии.Вот думаю,может залезть всё таки самому…


foma

13.06.2015, 02:09

Спецы зарядили сегодня от 100 до 300 у.е за чистку геометрии.Вот думаю,может залезть всё таки самому…

там все просто. турбину снять можно за 30 мин. ну максимум час неспеша. геометрию почистить тож не сложно.
Это где ж бл….ь такой ценник за чистку геометрии? :ha: совсем одурели уже.


44serg66

14.06.2015, 21:16

там все просто. турбину снять можно за 30 мин. ну максимум час неспеша. геометрию почистить тож не сложно.
Это где ж бл….ь такой ценник за чистку геометрии? :ha: совсем одурели уже.

Серёга,уже почистил,сам.Там действительно,ничего сложного. А цену узнавал напротив авторынка,они там занимаются турбинами.Кстати,после чистки геометрии,шток ходит свободно уже.А по динамике-ничего не изменилось,почти. ..как «летала» так и летает)),со светофора могу фору дать бензинкам,да и по трассе нормуль. Единственное,начал чувствовать подхват турбы и всё. Бывает и так с заклинившим штоком геометрии…)))


foma

14.06.2015, 21:22

Серёга,уже почистил,сам.Там действительно,ничего сложного. А цену узнавал напротив авторынка,они там занимаются турбинами.Кстати,после чистки геометрии,шток ходит свободно уже.А по динамике-ничего не изменилось,почти…как «летала» так и летает)),со светофора могу фору дать бензинкам,да и по трассе нормуль. Единственное,начал чувствовать подхват турбы и всё. Бывает и так с заклинившим штоком геометрии…)))

Бывает. Хорошо , что ты ещё передув не слышал. ато слышал я как при сбросе газа передув такой, что фильтр воздушный трясётся весь 🙂 так можжн о и интеркуллер раздуть 🙂


44serg66

14.06.2015, 21:32

Бывает. Хорошо , что ты ещё передув не слышал. ато слышал я как при сбросе газа передув такой, что фильтр воздушный трясётся весь 🙂 так можжн о и интеркуллер раздуть 🙂

Вот поэтому и чистил геометрию:) Спасибо Виктору MASLAPUP,за подсказку.


Powered by vBulletin® Version 4.2.2 Copyright © 2022 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot

7 причин почему гонит масло из турбины (все случаи). Их следствие и как решить

Масло из турбины может вылетать по самым разным причинам, в частности, из-за забитого воздушного фильтра или системы воздухозабора, моторное масло начало пригорать или оно изначально не соответствовало температурному режиму, закоксовывание масляных каналов двигателя. Более сложными причинами бывает поломка крыльчатки, значительный износ подшипников турбины, заклинивание ее вала, из-за чего крыльчатка не вращается вовсе. Однако в большинстве случаев течь масла из турбины обусловлена несложными в ремонтном отношении неисправностями, большинство из которых многие автовладельцы вполне способны устранить самостоятельно.

Причины возникновения расхода масла в турбине

Перед тем как перейти к рассмотрению непосредственно причин, из-за которых возможно подтекание масла, необходимо определиться с его допустимым объемом. Дело в том, что любая, даже полностью исправная, турбина будет подъедать масло. И этот расход будет тем больше, чем на больших оборотах будет работать как сам двигатель, так и турбина. Не вдаваясь в подробности этого процесса нужно отметить, что приблизительный нормальный расход масла турбированного мотора составляет около 1,5…2,5 литра на 10 тысяч километров пробега. А вот если значение аналогичного расхода перевалило за 3 литра, то это уже повод задуматься о поиске неисправности.

Начнем с самых простых причин, почему может возникнуть ситуация, когда гонит масло из турбины. Как правило, ситуация связана с тем, что запорные кольца, которые, собственно, и не дают маслу вытекать из турбины, изнашиваются и начинают пропускать. Происходит это из-за того, что давление в агрегате падает, и в свою очередь масло капает из турбины туда, где меньше давление, то есть, наружу. Итак, перейдем к причинам.

Забитый воздушный фильтр. Это самая простая ситуация, которая, однако, может стать причиной указанной проблемы. Нужно проверить фильтр и при необходимости заменить его (в редких случаях получается его прочистить, но все же лучше не искушать судьбу и поставить новый, особенно если вы эксплуатируете машину на бездорожье). Зимой вместо или вместе с засорением в некоторых случаях возможно его замерзание (например, в условиях очень высокой влажности). В любом случае, обязательно нужно проверить состояние фильтра.

Коробка воздушного фильтра и/или его заборный патрубок. Тут ситуация аналогична. Даже если воздушный фильтр в порядке нужно проверить состояние указанных узлов. Если они забиты — нужно исправить ситуацию и прочистить их. Сопротивление поступающего воздуха должно быть не выше 20 мм водного столба при работе двигателя на холостом ходу (приблизительно 2 технические атмосферы, или около 200 кПа). В противном случае нужно выполнить ревизию и чистку систему или ее отдельных элементов.

Нарушение герметичности крышки воздушного фильтра. Если такая ситуация имеет место, то неизбежно попадание в воздушную систему пыли, песка и мелкого мусора. Все эти частички будут работать как абразив в турбине, постепенно «убивать» ее из строя вплоть до полного выхода из строя. Поэтому ни в коем случае нельзя допускать разгерметизации воздушной системы у двигателя с турбиной.

Некачественное или неподходящее масло. Любой двигатель внутреннего сгорания очень чувствителен к качеству моторного масла, а турбированные двигатели — тем более, поскольку скорости вращения и температура у них гораздо выше. Соответственно, во-первых, необходимо пользоваться тем маслом, которое рекомендует завод-изготовитель вашей машины. А во-вторых, нужно выбирать ту смазочную жидкость, которая является наиболее качественной, от более известного бренда, синтетическое или полусинтетическое, и не заливать в силовой агрегат всякий суррогат.

Жаростойкость масла. Масло для турбин обычно более жаростойкое, чем обычное, поэтому нужно пользоваться соответствующей смазывающей жидкостью. Такое масло не пригорает, не прикипает к стенкам элементов турбины, не засоряет масляные каналы и нормально смазывает подшипники. В противном случае турбина будет работать в экстремальных условиях и существует риск ее быстрого выхода из строя.

Интервал замены масла. В каждом двигателе масло нужно менять по регламенту! Для турбированных моторов это особенно актуально. Лучше выполнять соответствующую замену приблизительно на 10% раньше, чем это указано по регламенту изготовителем автомобиля. Это наверняка увеличит ресурс как двигателя, так и турбины.

Состояние подводящих масляных патрубков. Если долго не менять масло или пользоваться некачественной смазывающей жидкостью (или попросту будет забит масляный фильтр), то существует риск того, что со временем масляные патрубки забьются и турбина будет работать в критическом режиме, что значительно снижает ее ресурс.

Попадание масла из турбины в интеркулер (впускной коллектор). Такая ситуация возникает нечасто, однако ее причиной может быть уже упомянутый выше забитый воздушный фильтр, его крышка или патрубки. Другой причиной в данном случае могут стать забитые масляные каналы. В результате этого происходит разность давления, из-за которой, собственно, масло и «выплевывается» в интеркулер.

Попадание масла в глушитель. Тут аналогично предыдущему пункту. В системе возникает разность давления, которая спровоцирована либо забитой воздушной системой (воздушным фильтром, патрубком, крышкой) или масляные каналы. Соответственно, в первую очередь необходимо проверить состояние описанных систем. Если это не помогло — возможно, сама турбина уже имеет значительный износ и нужно выполнять ее ревизию, но перед тем нужно выполнить проверку турбины.

В некоторых случаях такая проблема может следствием использования в процессе монтажа подающего и сливного маслопроводов герметиков. Их остатки могли раствориться в масле и стать причиной того, что масляные каналы закоксовались, в том числе могут частично выйти из строя подшипники компрессора. В данном случае необходимо выполнить чистку соответствующих каналов и отдельных частей турбины.

Нередко результатом попадания масла в глушитель и вообще в систему выхлопа будет синий дым из выхлопной трубы автомобиля.

Теперь переходим к более сложным причинам, соответственно, и дорогостоящим ремонтам. Они возникают в случае, если турбина очень сильно износилась вследствие ее неправильной эксплуатации или просто из-за своей «старости». Износ мог быть вызван чрезмерной нагрузкой на двигатель, использование неподходящего или некачественного масла, замена его не по регламенту, механическое повреждение и так далее.

Выход из строя крыльчатки. Такая ситуация возможна, если имел место значительный люфт на ее валу. Это возможно либо от старости либо от воздействия на вал абразивных материалов. В любом случае ремонту крыльчатка не подлежит, ее нужно только менять. При этом обычно выполняются сопутствующие ремонты. Самостоятельно их вряд ли имеет смысл выполнять, лучше обратиться за помощью в автосервис.

Износ подшипников. При этом наблюдается значительный расход масла. И оно может попадать в полость, в непосредственной близости от них. А поскольку подшипники не ремонтируются, то их нужно менять. Лучше также обратиться за помощью в автосервис. В некоторых случаях проблема состоит не столько в непосредственной замене подшипников, сколько в их подборе (например, на редкие машины нужно заказывать запчасти из-за рубежа и ждать значительное время, пока они будут доставлены).

Заклинивание вала крыльчатки. При этом она вообще не вращается, то есть, турбина не работает. Это одна из самых тяжелых ситуаций. Обычно его заклинивает по причине перекоса. В свою очередь, перекос может возникнуть из-за механического повреждения, значительного износа или выхода из строя подшипников. Тут нужна комплексная диагностика и ремонт, поэтому необходимо обратиться за помощью в автосервис.

Методы устранения поломки

Естественно, что выбор того или иного решения устранения неисправностей напрямую зависит от того, что именно стало причиной того, что масло капает или течет из турбины. Однако перечислим наиболее вероятные варианты, от простых к более сложным.

  1. Замена (в крайнем, не нежелательном случае, чистка) воздушного фильтра. Запомните, что желательно менять фильтр немного раньше регламента, приблизительно на 10%. В среднем же, его замену нужно проводить не реже, чем через каждые 8-10 тысяч километров пробега.
  2. Проверка состояния крышки воздушного фильтра и патрубков, при обнаружении засора нужно обязательно хорошенько прочистить их, удалив мусор.
  3. Проверка герметичности крышки воздушного фильтра и патрубков. При обнаружении трещин или других повреждений в зависимости от ситуации можно попробовать отремонтировать их, наложив хомуты или другие приспособления, в крайнем случае нужно купить новые детали вместо поврежденных. При этом обязательным условием будет то, что если разгерметизация была обнаружена, то перед сборкой системы с новыми комплектующими ее обязательно нужно тщательно прочистить от мусора и пыли, которые в ней находятся. Если этого не сделать — мусор будет играть роль абразива и значительно изнашивать турбину.
  4. Правильный подбор моторного масла и его своевременная замена. Это актуально для всех двигателей, а особенно для тех, которые снабжены турбонагнетателем. Лучше пользоваться качественными синтетическими или полусинтетическими маслами известных производителей, таких как Shell, Mobil, Liqui Moly, Castrol и других.
  5. Периодически необходимо контролировать состояние масляных патрубков с тем, чтобы они обеспечивали нормальное перекачивание масла по масляной системе, в частности, к турбине и от нее. В случае, если вы полностью меняете турбину, то в профилактических целях нужно выполнить их чистку, даже если на первый взгляд они относительно чистые. Лишним это не будет!
  6. Регулярно нужно выполнять контроль состояния вала, крыльчатки и подшипников, не допускать их значительного люфта. При малейших подозрениях на неисправность нужно выполнить диагностику. Лучше делать это в автосервисе, где имеется соответствующее оборудование и инструменты.
  7. В случае, если имеет место масло на выходе из турбины, то имеет смысл проверить состояние дренажной трубки, наличие в ней критических изгибов. При этом уровень масла в картере обязательно должен быть выше, чем у отверстия той трубочки. Также имеет смысл проверить вентиляцию картерных газов. Обратите внимание, что конденсат, образующийся в выпускном коллекторе из-за разности температур, зачастую принимают за масло, поскольку влага, смешиваясь с грязью, приобретает черный цвет. Нужно быть внимательным, и убедиться, что это действительно масло.
  8. Если наблюдается течь во впускную или выпускную систему двигателя, то также имеет смысл проверить состояние прокладок. Со временем и под воздействием высоких температур она может значительно износиться и выйти из строя. Соответственно, ее нужно поменять на новую. Делать это самостоятельно нужно лишь в случае, если вы уверены в своих знаниях и практическом опыте по выполнению подобных работ. В некоторых случаях вместо замены помогает простая подтяжка стягивающих болтов (но реже). Однако сильно перетягивать тоже нельзя, поскольку это может привести к обратным последствиям, когда прокладка вообще не будет держать давление.

Помните, что перегревание турбокомпрессора способствует образованию на его поверхности закоксования от моторного масла. Поэтому перед тем как заглушить турбированный двигатель, необходимо дать ему поработать на холостых оборотах некоторое время с тем, чтобы он немного остыл.

Также необходимо помнить, что работа при высоких нагрузках (на высоких оборотах) способствует не только чрезмерному износу турбокомпрессора, но и может привести к деформации подшипника вала ротора, подгоранию масла, и общему снижению ресурса отдельных его частей. Поэтому по возможности нужно избегать такого режима эксплуатации двигателя.

Редкие случаи

Теперь остановимся на более редких, частных, случаях, которые, однако, иногда беспокоят автолюбителей.

Механическое повреждение турбины. В частности, это может быть вследствие ДТП или другой аварии, попадание на крыльчатку какого-нибудь постороннего тяжелого предмета (например, болта или гайки, оставленного после монтажа), или попросту брак изделия. В этом случае, к сожалению, ремонт турбины вряд ли возможен, и лучше поменять ее, поскольку поврежденный узел все равно будет иметь гораздо более низкий ресурс, поэтому это будет невыгодно с экономической точки зрения.

Например, имеет место течь масла снаружи турбины со стороны компрессора. Если при этом диск диффузора прикрепляется к сердцевине при помощи болтов, например так как это реализовано в турбокомпрессорах Holset h2C или h2E, то, возможно, один из четырех крепежных болтов уменьшил момент натяжения или сломался. Реже возможна его потеря по причине вибрации. Однако если его просто нет — нужно установить новый и подтянуть все болты с необходимым моментом. Но когда болт сломался и внутренняя его часть попала в турбину, то ее нужно демонтировать и попытаться найти отломанную часть. В самом худшем случае — выполнить ее полную замену.

Течь из соединения диска диффузора с улиткой. Тут проблема состоит в том, что нужно убедиться, а масло ли вытекает из упомянутого соединения. Так как в старых моделях турбокомпрессоров использовалась специальная густая смазка, обеспечивающая их герметичность. Однако в процессе эксплуатации турбины, под воздействием высоких температур и повреждении уплотнений эта смазка может вытекать. Поэтому для дополнительной диагностики необходимо демонтировать улитку и выяснить, имеют ли место потеки масла внутри воздушных клапанов. Если их нет, а вместо них имеется лишь влажность, то можно не беспокоиться, вытереть ее ветошью, и собрать весь агрегат в исходное состояние. В противном случае необходимо выполнить дополнительную диагностику и воспользоваться одним из приведенных выше советов.

Высокий уровень масла в картере. Изредка в турбированных двигателях лишнее масло может выливаться из системы вследствие его высокого уровня в картере (выше отметки MAX). В данном случае необходимо слить излишки смазывающей жидкости до максимально допустимого уровня. Делать это можно либо в гаражных условиях, либо в автосервисе.

Конструкционные особенности двигателя. В частности, известны случаи, когда некоторые мотора в силу своей конструкции сами создавали сопротивление самотечному сливу масла из компрессора. В частности, это происходит потому, что противовес коленчатого вала двигателя своей массой как бы забрасывает масло обратно. И тут уже ничего поделать нельзя. Нужно лишь внимательно следить за чистотой мотора и уровнем масла.

Износ элементов цилиндропоршневой группы (ЦПГ). При этом возможна ситуация, когда отработанные газы прорываются в поддон картера и создают там повышенное давление. Особенно это усугубляется, если вентиляция картерных газов работает некорректно или не в полной мере. Соответственно, при этом самотечный слив масла затруднен, и турбина попросту выгоняет его из системы через слабые уплотнения. Особенно если последние уже старые и прохудившиеся.

Забитый сапунный фильтр. Он находится в системе вентиляции картерных газов и может также со временем забиваться. А это, в свою очередь, приводит к ее некорректной работе. Поэтому вместе с проверкой работоспособности вентиляции имеет место проверить и состояние указанного фильтра. При необходимости его нужно заменить.

Неправильная установка турбины. Или другой вариант — установка заведомо некачественной или неисправной турбины. Этот вариант, конечно, редкость, однако если вы выполняли ремонтные работы в автосервисе с сомнительной репутацией, то его также нельзя исключать.

Отключение клапана ЕГР (EGR). Некоторые автолюбители в ситуации, когда турбина «подъедает» масло, советуют отключить клапан EGR, то есть, клапан рециркуляции отработанных газов. На самом деле, действительно, такой шаг можно предпринять, однако необходимо дополнительно ознакомиться с последствиями этого мероприятия, поскольку он влияет на многие процессы в двигателе. Но помните, что даже если вы решитесь на такой шаг, все равно необходимо будет найти причину, из-за которой происходит «подъедание» масла. Ведь при этом его уровень постоянно падает, а работа двигателя в условиях масляного голодания очень вредна для силового агрегата и турбины.

Кардиология: Возможные негативные последствия тюнинга

  • Главная
  • Статьи
  • Кардиология: Возможные негативные последствия тюнинга

Отпускаешь (или сбрасываешь) сцепление и уже по первым пройденным метрам чувствуешь: поголовье подкапотных «лошадей» существенно увеличилось. В глазах – огонек, в душе – трепет и легкое волнение. Медики называют это эйфорией. Пусть так. Но эйфория иногда заканчивается слишком быстро.

 

Увеличенный ценой немалых финансовых затрат табун чахнет на глазах, лошадки хиреют и спотыкаются, а то и гибнут «оптом» в клубах белого дыма. Обидно.

Не претендуя на лавры Чернышевского и Герцена, оставим вопросы вроде «Что делать?» и «Кто виноват?» классикам литературы. Главный вопрос этой статьи проще, банальнее и практичней: «Как избежать?»

А все-таки…

Извечные русские вопросы в данном случае тем более бессмысленны, что ответы на них весьма просты и неутешительны. Что делать с «заболевшим» мотором, поможет решить диагностика, а вот кто виноват… В случае если автомобиль не попадал в руки гаражным «левшам», «тюнингующим» современные моторы при помощи кусачек и паяльника (в интернет-конференциях полно рецептов в духе «тут оторвать, там закоротить»), а прошел доработку в серьезной фирме, не один год работающей на рынке, виноватым зачастую оказывается сам владелец.

Дело в том, что любой стоковый (серийный) мотор – вне зависимости от его характеристик и «целевой аудитории» – соткан из компромиссов. Как и всякий продаваемый на рынке продукт, его создают не одни только фанаты лошадиных сил и ньютон-метров. Напротив, под капотом любого автомобиля – от Punto до Impreza WRX – живет результат консенсуса доброй сотни специалистов: от инженеров до маркетологов, от экологов до пилотов-испытателей. И где бы автомобиль ни продавался – хоть в Штутгарте, хоть в Адлере (с соответствующим качеством топлива) – на него дается гарантия, то есть производитель берет на себя определенные обязательства. Что, собственно, и означает наличие определенного конструктивного запаса. Именно из этого самого запаса и можно выжать дополнительные лошадиные силы, не прибегая к глубоким конструктивным переделкам двигателя.

Так что, господа, хотите мощности, момента, драйва – будьте готовы чем-то жертвовать. Более того – отдавать себе отчет в том, что отказываясь от компромиссов (и конструктивного запаса), вы перекладываете ответственность за здоровье и долголетие мотора на себя. А производитель может выдохнуть. И отказать вам, скажем, в гарантийном ремонте.

В поисках отдачи

Главное заблуждение относительно работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в наши головы закладывают школьные учителя физики. Это они морочат голову детям, рассказывая о том, что топливно-воздушная смесь в цилиндре «взрывается». Проходят годы, дети вырастают, покупают себе эти самые ДВС, наиболее отчаянные из них ввязываются в «гонку вооружений» с целью поднять характеристики мотора на невиданную производителем высоту. Но не все успевают узнать, что в цилиндрах ничего взрываться не должно. А должно гореть. Но – с максимальной эффективностью, для чего жизненно необходим кислород, причем ровно столько, сколько нужно.

Прогоревшие поршни, оторванные тарелки клапанов, «задранные» вкладыши и цилиндры, сгоревшие дотла свечи – безрадостная картина жизни мотора, поработавшего «за гранью»

О кислородном «перекорме» и связанных с этим неприятностях поговорим чуть ниже, а пока – маленькая ремарка. Современные системы питания способны удовлетворить любые потребности мотора. То есть, образно говоря, гораздо проще затолкать в цилиндры на треть больше топлива, чем обеспечить подачу эквивалентного количества окислителя (воздуха, то есть кислорода в нем). Именно поэтому «тюнингаторы» уделяют такое внимание этому бесцветному газу, столь необходимому для улучшения характеристик мотора. И тут на сцене появляются разных сортов нагнетатели, фильтры нулевого сопротивления, распредвалы с измененными фазами и подъемом, «окна» в крышке капота… Все ради того, чтобы мотор не страдал кислородным голоданием.

Человек, кстати, очень легко отравляется кислородом. Достаточно превысить норму всего на 0.5%, чтобы вызвать судороги, за которыми довольно быстро следует потеря сознания. Моторы – как люди. Только вместо судорог от «кислородного переедания» (то есть работы на бедной смеси) у них начинается другая болезнь: повышение температуры в цилиндре, а в особо «клинических случаях» – детонация. Детонация – это процесс взрывного характера, при котором топливо уже не горит, а ведет себя так, как и учат на школьных уроках физики. То есть – взрывается. Причем так, как учат уже на ОБЖ, – с ударной волной и прочими неприятностями, последствия которых ложатся тяжким бременем на детали двигателя. Помимо ударных нагрузок мотору приходится иметь дело еще и с совершенно нештатным температурным режимом, отчего начинают страдать поршни, клапаны и головка блока – детали, образующие камеру сгорания. Мало того, перегретое масло теряет вязкость и перестает выполнять свой священный долг – тут и до «клина» недалеко. Словом, прогнозировать дальнейшее развитие событий практически невозможно.

А вот выяснить причины кислородного «перекорма» – вполне. Этим и займемся.

«Передув»

Влияние разного рода аэродинамических фокусов (вроде тех же «окон» и воздухозаборников на капоте) на работу двигателя не то чтобы невелико, но едва ли опасно (если, конечно, двигатель стоковый и исправный). Существует такое явление, как динамический наддув, то есть создание повышенного давления во впускном коллекторе путем направления и ускорения набегающего потока воздуха. Но, например, мотористы, работающие в российском чемпионате «Формулы-1600», до сих пор спорят, оказывает ли это хоть какое-то влияние на работу мотора на скоростях ниже 200 км/ч.

С «нулевыми» воздушными фильтрами все уже не так однозначно. Вроде бы «перекорма» они вызывать не должны, но могут вызвать нарушение работы всей системы топливопитания двигателя (подробнее – см. врезку).

«Нулевой» обман

Любой инжекторный двигатель обязан знать, сколько воздуха поступает к нему из атмосферы. За «взвешивание» отвечает датчик расхода воздуха, установленный за воздушным фильтром. Датчик, конечно, ничего не взвешивает – он, по сути, измеряет скорость набегающего на него воздушного потока. А поток этот не равномерен, и точность показаний датчика обеспечивает то обстоятельство, что контроллер «знает», как соотносится скорость воздуха на датчике с массой просачивающегося на впуск газа. Нештатный фильтр (пусть даже производитель обещает вам колоссальный прирост мощности) может кардинально изменить «аэродинамическую картину» внутри входящего патрубка. В результате датчик начинает «врать», что может привести к критическим изменениям в работе двигателя. Подробнее об этом мы еще расскажем, а пока просто запомните, что перед установкой «нулевого» фильтра неплохо бы узнать, сочетается ли он с вашим мотором.

Наибольшую опасность (а следовательно, и интерес для тюнинга) представляют системы наддува: роторные нагнетатели, спиральные и центробежные компрессоры и, наконец, самые популярные – турбокомпрессоры, именуемые в народе просто «турбинами».

Турбонаддув – идеологически несложная схема повышения давления (то есть, по сути, количества) воздуха во впускном тракте двигателя за счет кинетической энергии выхлопных газов. Вдобавок он позволяет найти немало дополнительных «лошадок», не влезая в электронный мозг мотора.

Любой турбонагнетатель представляет собой две установленных на одном валу крыльчатки, одну из которых раскручивают выхлопные газы, а вторая преобразует энергию вращения общего вала в повышенное давление на впуске. Естественно, чем выше обороты мотора (и интенсивнее выхлоп), тем выше скорость вращения турбины, давление наддува и тем больше воздуха поступает в мотор. Управление турбонаддувом осуществляет вэйст-гейт (waiste-gate) – клапан, запускающий «лишний» выхлоп в обход турбины. В самом примитивном варианте он ориентируется по давлению во впускном коллекторе и соединен с ним шлангом.

В самом сложном (и единственном, если мы говорим о современных моторах) – управляющее вэйст-гейтом давление регулируется электромагнитным клапаном, управляющий соленоид которого подчиняется контроллеру двигателя, «щупающему» давление на впуске специальным датчиком. Вот так вот: бабка за дедку, дедка за репку…

Чтобы добиться большей отдачи от турбомотора, приходится «влезать» в его системы управления, причем прежде всего – в систему управления наддувом. Один из самых популярных способов – установка бустконтроллера (boost-controller), то есть клапана (механического, а чаще электронного), ограничивающего управляющее давление на входе актуатора вэйст-гейта. Это дает оборотам турбины возможность покорять новые высоты, а владельцу – ощутить пьянящий вкус адреналина.

Диверсионный «тюнинг»

Установка бустконтроллера (даже самого примитивного) – не единственный способ «обмануть» турбонаддув. Самый простой и, кстати, не лишенный известной элегантности, придумали раллисты. Гонщики одного из заграничных моноклассов после прохождения предстартовой техкомиссии просто… втыкали в шланг актуатора вэйст-гейта иголку от одноразового шприца. Шланг начинает подтравливать, давление в нем понижается, и вот оно – повышение давления. Мало повысилось – еще одну можно воткнуть! А что делать после гонки? Правильно – выдернуть иголки. И выбросить подальше – с судейских глаз долой. Правда, в большинстве чемпионатов регламент не позволяет спортсменам «опускаться» до таких решений: останавливаться после финиша до прибытия на финальную комиссию категорически запрещено.

Кстати, не пытайтесь проделать подобный фокус со своей машиной – штурман гоночного автомобиля способен контролировать десятки параметров и легко определит «передув». Для «гражданских» подобный номер может закончиться печально.

С точки зрения электронного мозга двигателя, любое вмешательство в систему управления наддува, пусть даже с благородной целью «надрать задницу» соседям по потоку, является банальной неисправностью. Реагировать контроллер может по-разному: в зависимости от заложенной в него программы он может, например, отсечь подачу топлива при превышении давления во впускном коллекторе.

Естественно, в горячих головах (а другим тюнинг и ни к чему) созрела мысль эту отсечку убрать. А то что же это получается: «дуешь» тут, понимаешь, изо всех сил, а он… Убрать немедля! И убирают – оказывается, это совсем несложно. Если, конечно, умеешь использовать паяльник не только в интересах кредитора. Результат бывает более чем плачевным: слишком много воздуха, бедная смесь и далее по тексту (см. выше).

С «интеллектуальными» контроллерами сложнее – они способны «унюхать тюнинг» еще до достижения в результате последнего критических параметров работы двигателя. Этих на кривой кобыле не объедешь. Приходится звать на помощь моторных нейрохирургов.

Нейрохирургия

Игры с давлением – вовсе не единственный способ ускорить любимое транспортное средство. Есть методы более сложные, затратные и, кстати, не всегда ведущие к очевидным для клиента результатам. Речь идет о чип-тюнинге – перепрошивке электронного мозга двигателя.

[v1]Чип-тюнинг (chip tuning) – невероятно дорогое удовольствие. Блок управления двигателем (он же ECU – Engine Control Unit) не знает, что такое «газ в пол», адреналин в крови, драйв и эйфория от него. Ему плевать на ваши желания. Он работает по картам – впрыска, зажигания, наддува. Карты – это, по сути, многослойные таблицы, по которым процессор в зависимости от поступающих с десятков датчиков сигналов генерирует управляющие импульсы, передаваемые затем на свечи зажигания, форсунки, электромагнитные клапаны… И если вы хотите от ECU большего, придется «рассказать» ему об этом, разработав собственные карты управления. Процесс это кропотливый, требующий времени, денег и оборудования. Автогиганты тратят огромные деньги на разработку собственных программ, по которым и работают стоковые двигатели. Любая ошибка (например «нолик» вместо «единички» в двоичном коде программы) приводит к весьма осязаемым последствиям в виде прогоревших поршней, «умерших» от перегрева лямбда-зондов и «запоротых» двигателей. Все это – деньги, деньги и еще раз деньги.

Он тебя чует!

Самые «умные и продвинутые» ECU вполне способны «опознать» попытку увеличить давление наддува простыми и доступными методами. Особенно сложно обмануть контроллеры от Audi. Как они узнают, что попали в руки к «тюнингаторам»? Примерно так.

ECU по положению датчика оборотов коленвала и сигналам от электронного акселератора и зажигания выдает (в соответствии с картами впрыска) сигналы исполнительным механизмам, преобразуемые в импульсы, которые заставляют свечи искрить, а форсунки – впрыскивать топливо. Такие же команды получает и соленоид вэйст-гейта, управляющий турбиной. В следующем такте (имеется в виду такт работы не двигателя, а микроконтроллера) ECU сравнивает сигнал с датчика давления на впуске с тем значением давления, которое, по «его мнению», должно было быть, работай мотор без постороннего вмешательства. Слишком большая «дельта» расценивается как неисправность, за чем незамедлительно следует перевод двигателя в «обходной» режим: обогащение смеси, снижение наддува… И заряженный мотор начинает ехать хуже стокового.
Одно расстройство.

И тем не менее даже в России есть фирмы, вкладывающие эти самые деньги в закупку мощностных стендов, в обучение специалистов и разработку собственных программ для ECU. Деньги нужно вложить немалые, тем более что одними картами управления наддувом (то есть изменением программы управления, о котором мы говорили выше) дело не ограничивается – попутно приходится менять карты зажигания и топливоподачи. И окупаются эти затраты только путем многократного тиражирования разработок, то есть речь тут идет как минимум о мелкосерийной продукции.

Так что на эксклюзив рассчитывать не приходится – разве что за очень большие деньги. Но и без чип-тюнинга не обойтись, когда дальнейшее повышение наддува уже вызывает взрывные процессы в камерах сгорания. Надо же как-то объяснить этому «плоду консенсуса», что бензина не хватает!

Велик, конечно, соблазн поставить форсунки большей производительности. Пробуют. Одна весьма именитая гоночная команда в процессе подготовки к чемпионату по зимним трековым гонкам загубила таким образом два двигателя. «Творческий порыв» инженеров остановил только суровый взгляд начальника, приказавшего прекратить самодеятельность.

Так что любые изменения в работе датчиков и исполнительных устройств (тех же форсунок) немыслимы без коррекции калибровок и программ управления. А это – тот же чип-тюнинг…

Предохраняйтесь!

Детонацию слышно не всегда. Особенно если у вас Subaru – их моторы детонируют не так звонко, что весьма непривычно для «неоппозитного» слушателя. Ситуация еще больше осложнится, если вы решили развлечь новоприобретенных «лошадок» мощной музыкой или шумовыми эффектами в виде прямоточного выхлопа и дорожной симфонии на скоростях под две сотни.

К счастью, помимо звуковых эффектов, детонация оставляет и косвенные следы. Один из них – повышенная температура выхлопа. Стоит ей превысить, например, 820-850 °С (пороговые значения для Subaru) – пора бить тревогу: или температура сгорания высока, или зажигание слишком позднее. То же и с температурой масла: поставьте дополнительный прибор (это еще и выглядит круто – не правда ли?) и смотрите на него время от времени. Стоит маслу перегреться после критического рубежа (величина его зависит от типа масла) – маслом оно быть перестает: основа теряет вязкостные свойства. Может, все-таки не стоило экономить на масляном радиаторе?

Но главное – помните: решив отказаться от компромиссов во имя реализации собственного «я» в отдельно взятом автомобиле, вы, по сути, перекладываете ответственность за его работоспособность с плеч производителя на свои: сняли защиту с мотора – поставьте ее в голове. Она прекрасно встанет на место иллюзий, что можно сделать себе «круто задешево». Нельзя. И если вы чужды идее одушевления своего четырехколесного друга, подумайте о кошельке. Чуть больше потратив сейчас – на проверенное «пакетное» решение от серьезной фирмы, можно серьезно сэкономить потом – на ремонтах и нервах.

тюнинг

 

Новые статьи

Статьи / Интересно Премия «Автомобиль года» как зеркало состояния автомобильного рынка Буквально только что, на прошлой неделе, были объявлены итоги очередного конкурса «Автомобиль года». Казалось бы, какой «автомобиль года», если весь автомобильный рынок поражен тяжелейшим кр… 164 0 1 19.09.2022

Статьи / Интересно 5 причин покупать и не покупать BMW 1 series I E81/E82/E87/E88 Задний привод, отточенная управляемость, прекрасная эргономика, море драйва и удовольствие за рулем… Кажется, что BMW 1 series предлагает все это в компактной упаковке и, что важно, за вполн. .. 1325 4 1 18.09.2022

Статьи / Интересно Долгожданное прощание: почему погибла Lada Xray, но об этом никто не пожалел На прошлой неделе мы официально попрощались с Lada Xray: президент АВТОВАЗа Максим Соколов заявил, что модель никогда не вернется на конвейер. Это угадывалось еще весной, когда вслед за ост… 3550 11 1 16.09.2022

Популярные тест-драйвы

Тест-драйвы / Тест-драйв Полный привод, самый мощный мотор и силы в запасе: первый тест Chery Tiggo 8 PRO MAX Появление в российской линейке Chery модели Tiggo 8 PRO MAX можно назвать знаковым для бренда. Почему? Да хотя бы потому, что это первый с 2014 года полноприводный кроссовер Chery, приехавши… 18059 13 44 29.04.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв Мотор от Mercedes, эмблема от Renault, сборка от Dacia: тест-драйв европейского Logan 1,0 Казалось бы, что нового можно рассказать про Renault Logan второго поколения, известный каждому российскому таксисту, что называется, вдоль и поперёк? Однако конкретно в этом автомобиле есть… 9779 10 41 13.08.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв Haval Dargo против Mitsubishi Outlander: собака лает, чужестранец идет В дилерском центре Haval на юге Москвы жизнь кипит: покупатели разглядывают машины, общаются с менеджерами и подписывают какие-то бумаги. Пока я ждал выдачи тестового Dargo, такой же кроссов… 9543 4 54 13.09.2022

Как не загубить турбину и сохранить ее ресурс?

Турбированные двигатели, как дизельные, так и бензиновые, уже давно широко распространены. Однако мало кто из владельцев автомобилей с наддувным мотором задумывается о том, что нужно делать для того, чтобы продлить жизнь турбокомпрессору. Вместе с мастерской PolBel мы поможем разобраться в том, как все-таки не погубить ресурс турбины. Эта статья будет полезна всем автовладельцам: тем, которые еще не столкнулись с ремонтом турбины, а также тем, кому уже пришлось установить на мотор новую турбину. По информации специалистов PolBel, при надлежащем обслуживании двигателя турбокомпрессор может пройти не менее 300 000 км. Итак, на что нужно обращать внимание, чтобы продлить срок службы турбины? 

Прежде всего отметим, что в большинстве своем турбины не являются ненадежными элементами наддувного ДВС. На самом деле, большинство проблем с турбинами являются индикаторами общего плохого состояния силового агрегата, к чему обычно приводит не слишком внимательное и качественное обслуживание. Служить долго и безотказно турбине мешают следующие факторы. 

Загрязнения в моторном масле

Моторное масло не только призвано смазывать и защищать пары трения двигателя от износа. Масло также «моет» компоненты двигателя, охлаждает его узлы и является рабочей жидкостью для некоторых его агрегатов (например, фазовращателей). Масло собирает и аккумулирует в себе следы износа. К сожалению, эти следы износа далеко не всегда задерживаются масляным фильтром и могут циркулировать по системе смазки. В систему смазки входят и подшипники, на которых вращается вал турбины. Этот узел очень восприимчив к любым загрязнениям по ряду причины. Вот самые весомые из них: скорость вращения вала турбины достигает 150 000 и даже 300 000 об/мин, а допустимые зазоры измеряются в микронах. Все пары трения в картридже турбины смазываются гидродинамически. То есть, в те самые микронные зазоры под давлением поступает масло, которое образует масляную пленку – «масляный клин». В парах трения эта пленка исключает контакт и непосредственное трение металлических поверхностей. Если в этот масляный клин попадут загрязнения (даже мельчайший абразив), то на валу неминуемо образуется выработка и задиры. Разрушение масляной пленки и неминуемо связанное с этим сухое трение очень быстро приводят к перегреву пары трения с последующим заклиниванием и даже обламыванием вала турбины. 

Некачественное масло

Масло, предназначенное для турбированного двигателя, обладает улучшенными характеристиками, позволяющими ему выдерживать высокие температурные нагрузки. Температура в горячей части («улитке») турбины достигает 900°С. Этот жар способен моментально вскипятить некачественное масло, которое превратится в сухой или смолянистый нагар, способный нарушить нормальную подачу и слив масла из картриджа. Поэтому масло для турбированного двигателя должно быть качественное, соответствующее заданным допускам. А замену масла следует проводить каждые 10 000 км и не реже этого.

Недостаточная смазка и охлаждение

Данная проблема пересекается с описанной выше. Моторное масло не только смазывает, но и охлаждает пары трения в картридже турбины. Часто причиной недостаточной смазки (низкого объема подачи масла) является неисправность масляного насоса или редукционного клапана масляной системы, а также ухудшившаяся проходимость трубок или каналов подачи и слива масла. Эти каналы могут просто засоряться нагаром (коксом) или деформироваться. Слив (отвод) масла из картриджа может ухудшаться из-за снижения производительности системы вентиляции картера, а подача масла может быть недостаточной из-за общего снижения уровня масла в поддоне. Поэтому, важно не только выбирать надлежащее моторное масло, но и контролировать нормальную работу всех систем двигателя. 

Повреждение лопаток (крыльчатки) турбины

Обе крыльчатки турбины – насосное и турбинное колесо – подвержены повреждениям посторонними предметов. Любой мусор или осколки, попадающей в газы или поступающие вместе с воздухом, неизбежно оставляют следы на лопатках роторов, вращающихся с огромной скоростью.

Мусор – пыль, песок, насекомые – в холодную (насосную) часть турбины может проникнуть как через изношенный или плохо установленный воздушный фильтр, так и попасть сюда из каналов системы рециркуляции газов (EGR). Окалина либо сгустки масла могут повредить кромки крыльчатки.

Турбинному колесу угрожает мусор иного происхождения. Это может быть окалина с внутренней поверхности труб выпускной системы и даже фрагменты разрушающегося катализатора. Отдельно упомянем последствия некачественной установки турбины – а именно установка не на прокладку, а на герметик, затвердевшие лишние частицы которого могут бомбардировать крыльчатку турбины. Самые тяжелые повреждения турбине наносят фрагменты, образующиеся из-за серьезной поломки двигателя: отколовшиеся элементы свеч зажигания или накала, обломанные клапана и прочее.

Крыльчатке турбинного колеса угрожает и повышенная температура проходящих газов. Они могут раскаляться из-за неправильного смесеобразования или засорения катализатора и в результате оплавлять крыльчатку.

Повреждение крыльчатки турбины или компрессора приводит к нарушению ее баланса. Думаю, не нужно объяснять, к чему может привести дисбаланс ротора, вращающегося со скоростью порядка 200 000 об/мин. 

«Передув» турбины

Быстрая и тотальна поломка турбины, связанная с перегревом пар трения и обрывом ее вала, происходит при «передуве» – превышении допустимой скорости вращения турбины. Это происходит в случае заклинивания лопаток «геометрии» турбины, неправильном смесеобразовании, неисправности клапана регулировки давления и ЧИП-тюнинге. 

Если внимательно рассмотреть все причины выхода турбины из строя, то становится ясно, что они в целом не имеют никакого отношения к собственной надежности этого узла. Почти во всех случаях турбина страдает из-за проблем в силовом агрегате или некачественного обслуживания. В связи с этим важно понимать, что установка новой (отремонтированной) турбины взамен вышедшей из строя не устранит возникшие в силовом агрегате проблемы. Да, некоторое время новая турбина будет исправно служить, однако ее срок службы сильно сократят имеющиеся в двигателе неполадки и другие «вредные факторы». 

Как продлить ресурс новой турбины, установленной вместо неисправной?

Установка новой турбины в обязательном порядке требует устранения факторов, приведших к поломке прежней. Как мы уже знаем, во многих случаях турбина выходит из строя далеко не по причине окончания заложенного производителем ресурса.

Перед установкой новой турбины необходимо:

1.       Заменить масло и масляный фильтр. Оба расходника должны быть качественными, масло также должно соответствовать нужному допуску.

2.       Заменить воздушный фильтр. В процессе эксплуатации воздушный фильтр засоряется, что приводит к увеличению предельного сопротивления засасываемого воздуха и возникновению риска проникновения мусора во впускной коллектор. Первый фактор приводит к увеличению нагрузки на вал турбины, второй – грозит повреждениями ее крыльчатки. Рекомендованный срок службы воздушного фильтра не должен превышать 10 000 км.

3.       Очистить масляный поддон. Скопившаяся в нем грязь и отложения растворятся в новом масле, значительно снизив его характеристики.

4.       Очистить или заменить элементы вентиляции картерных газов. В поддоне и клапанной крышке из-за небольшого и неизбежного прорыва газов через компрессионные кольца и клапана существует некоторое избыточное давление газов. Специальная система стравливает давление и удаляет картерные газы (они просто «высасываются» во впускной коллектор). Однако из-за присутствия в картерных газах сажи, нагара и масляной взвеси каналы этой системы со временем забиваются. Удаление картерных газов происходит менее эффективно. Давление в картере и под клапанной крышкой возрастает: газы начинают искать выходы через сальники и каналы слива масла из турбины. Обычно из-за противодавления картерных газов турбина начинает стравливать масло в горячую или холодную часть (или сразу в обе). То есть, даже новая турбина начнет пропускать масло, если канал его слива будет засорен или если там будет существовать повышенное давление газов, мешающих его оттоку.

5.       Очистить или заменить интеркулер. До выхода из строя старая турбина может пропускать масло во впускной коллектор, где оно оседает и скапливается в интеркулере. После установки новая турбина может просто «выдуть» этот запас масла и направить его в камеры сгорания. В этом случае произойдет непоправимое: масло будет сгорать в камерах сгорания, увеличивая его скорость работы до запредельной (при этом система управления двигателем не сможет остановить процесс и заглушить мотор). То есть, двигатель, начавший работать на масле, неожиданно пойдет «в разнос» и просто разрушится (такие случаи известны по некоторым французским дизелям).

6.       Разобраться с катализатором и сажевым фильтром. Засоренный катализатор или сажевый фильтр ухудшает проток выхлопных газов. В результате, при определенных режимах работа двигателя, во впускном коллекторе возникает противодавление, которое критически увеличивает нагрузки на вал турбины и его опорные подшипники. Впоследствии возникает осевой люфт, приводящий к выходу турбины из строя.

7.       Доверить установку турбины профессионалам. Новую турбину можно погубить при первом же запуске мотора из-за некачественного монтажа. Бывают такие вопиющие случаи, как попадание на роторы кусков тряпки, которые временно закупоривали подводные (впускные и выпускные) каналы, забытых гаек, какого-то иного мусора. Также при отсутствии у слесаря, выполняющего монтаж турбины, знаний и опыта, в ход может идти герметик вместо необходимой прокладки. Излишки герметика также элементарно могут повредить крыльчатку.

Крайне важно наполнить маслом магистраль, подающую масло к парам трения в картридже турбины. Это необходимо делать вручную, поэтому без опытного мастера при установке турбины просто не обойтись.

Перед первым стартом мотора с новой турбиной нужно стартером прокрутить  прокрутить коленвал, чтобы масляный насос начал подавать масло в магистраль. Уже затем можно заводить двигатель и прогревать его около 10 минут на холостых оборотах. Если пренебречь этими простыми требованиями, можно столкнуться с кратковременным масляным голоданием в парах трения в картридже турбины. 

Благодарим за помощь в подготовке статьи компанию «PolBel», выполняющую ремонт и полное восстановление турбин.
+375 29 1555-201
+375 29 7333-307
polbel.by

Ответ дует в турбину

Новости

Физика 15, 58

Ветряные турбины могут генерировать всю электроэнергию в мире, если исследователи ответят на открытые вопросы о том, как эти возвышающиеся сооружения взаимодействуют с атмосферой.

engeLac/stock.adobe.com

Если бы их построили в достаточном количестве, ветряные электростанции, такие как показанная здесь, могли бы обеспечить все электричество в мире.

engeLac/stock.adobe.com

Если построить в достаточном количестве, ветряные электростанции, такие как показанная здесь, могли бы обеспечить все электричество в мире.

×

Эта статья является частью серии статей на экологические темы, которые Physics публикует в честь Дня Земли (22 апреля). См. также: Новости исследований: преодоление барьеров на пути вторичной переработки полимеров; Искусство и культура: серенады взволнованному океану; Мнение: прерывистость возобновляемых источников энергии не помеха; Вопросы и ответы: Приманка цемента .

Джули Лундквист никогда не планировала изучать грозы, но видео, размещенное в социальных сетях, призывало к ее опыту. В июне 2019 года ученый-атмосферник из Колорадского университета в Боулдере нажал на анимацию ветряной электростанции в Лаббоке, штат Техас, на которой турбины фермы коллективно отклоняют направление порыва ветра от надвигающейся грозы. Комментарии других зрителей указывали на их недоверие к возможности такого подвига, но Лундквист говорит, что у нее не было сомнений, что кажущийся трюк мог произойти. «Я знал, что это явление может произойти, и что я могу это доказать».

Лундквист и ее тогдашняя аспирантка Джессика Томашевски в прошлом году опубликовали статью о том, как турбины могут изменить траекторию шторма. Они показали, что турбины взаимодействуют с атмосферой так же, как деревья в лесу или здания в городе, вызывая сопротивление погодным возмущениям, которое достаточно велико, чтобы изменить их пути. Хотя Лундквист называет исследование «веселым», она отмечает, что оно имеет серьезные последствия: понимание того, изменяют ли ветряные электростанции характеристики погоды, и если да, то как, является главной заботой фермеров, которые зависят от дождя. (В данном случае Лундквист и Томашевски обнаружили, что взаимодействие турбины не вызвало заметного изменения количества осадков, выпавших из-за урагана на окрестности ветряной электростанции.)

Исследование штормового изгиба решило одну загадку о том, как ветряные турбины взаимодействуют с атмосферой, но многие вопросы остаются открытыми. Среди них есть ключевые вопросы, связанные с тем, как циркуляция воздуха — как естественная, так и создаваемая турбиной — влияет на потенциальную мощность ветряной электростанции. Ответы на эти вопросы имеют решающее значение для максимального использования этой технологии, которая, если она будет принята в достаточном количестве, может обеспечить всю электроэнергию в мире, а затем и часть, согласно отчету 2019 года.доклад Международного энергетического агентства.

Лундквист говорит, что для решения многих проблем с открытыми ветряными турбинами потребуются новые инструменты моделирования и симуляции, которые могут точно воспроизвести потоки ветра в различных масштабах длины и времени, которые трудно уловить современными методами. Для этого исследователи в настоящее время сосредоточены на повышении разрешения моделирования, чтобы исследовать погодные эффекты, влияющие на производительность ветряных электростанций. Для проверки этих моделей потребуются дополнительные экспериментальные данные, говорит Мэтью Лакнер, изучающий проблемы, связанные с оффшорными ветряными электростанциями в Массачусетском университете в Амхерсте. Текущие и будущие проекты изучают ветряные электростанции новыми способами, такими как использование снежинок для отслеживания характера ветра и проведение крупномасштабных экспериментов с ветряными турбинами. «Если мы сможем получить данные с высоким разрешением и связать их с моделями, тогда мы действительно сможем понять, что происходит», — говорит Лакнер.

Проблема высоты

Моделирование того, как ветряные турбины взаимодействуют с атмосферой, долгое время было относительно простым делом, говорит Лундквист. Это связано с тем, что первые турбины, уходящие в небо всего на несколько десятков метров, работали в так называемом приземном слое атмосферы, области, поведение которой ученые умеют предсказывать.

Поверхностный слой атмосферы, как следует из названия, является ближайшим к Земле слоем. В этом слое движение ветра очень турбулентное, завихряющееся по постоянно меняющейся схеме. Но, по словам Лундквиста, несмотря на движение вверх-вниз, эта часть атмосферы «немного скучна», поскольку ученые могут делать множество упрощающих предположений о поведении ветра. Например, модели турбин, живущих в поверхностном слое, предполагают, что скорость ветра логарифмически увеличивается с высотой и что лопасти сталкиваются с постоянным уровнем турбулентности — ветер закручивается, но завихрения всегда выглядят примерно одинаково. «Вы можете в принципе предположить, что часть атмосферы, с которой взаимодействует [короткая] турбина, однородна», — говорит Лундквист. «Все приближения работают очень хорошо», — добавляет она, и они позволяют теоретикам точно предсказать выходную мощность ветряной электростанции с малой турбиной.

Wikimedia Commons

Первая ветряная турбина с автоматическим управлением, построенная в 1887 году, возвышалась всего на 25 м над землей. Современные ветряные турбины более чем в 12 раз выше.

Викисклад

Первая ветряная турбина с автоматическим приводом, построенная в 1887 году, возвышалась всего на 25 м над землей. Современные ветряные турбины более чем в 12 раз выше.

×

Однако современные турбины в 12 раз выше первых и достигают высоты 300 м над землей. Эта большая высота означает, что современные турбины выходят за пределы поверхностного слоя, работая вместо этого в так называемом атмосферном пограничном слое, где многие предположения о коротких турбинах неверны. В пограничном слое атмосферы свойства ветра — скорость, направление и турбулентность — гораздо сложнее и быстро меняются. И хотя исследователи провели экспериментальные измерения пограничного слоя, традиционные модели с трудом улавливают поведение слоя, что делает их плохими предсказателями производительности ветряных электростанций.

«В течение многих лет изменчивость поведения ветра в пограничном слое атмосферы не принималась во внимание», — говорит Сью Эллен Хаупт, заместитель директора Лаборатории прикладных исследований в Национальном центре атмосферных исследований в Колорадо. «Нам необходимо понять влияние этой изменчивости на управление возобновляемыми источниками энергии».

Струи, пробуждения и изменения мощности

Одной из плохо захваченных характеристик ветра в пограничном слое является ночная струя, которая представляет собой трубу быстро движущегося ветра, появляющуюся ночью на высоте от 150 до 500 м — на той же высоте, что и центр ротора турбины. Струи вызваны быстрым охлаждением поверхности Земли после захода солнца, и ветер внутри них обычно меняет направление по высоте. Это означает, что лопасти должны бороться с ветром, дующим с двух разных направлений, что затрудняет плавное вращение лопастей турбины, говорит Лундквист.

В то время как реактивные струи часто оказывают положительное влияние на производительность ветряных электростанций, Лундквист и ее коллеги показали, что в некоторых случаях изменение направления ветра, вызванное ночными струями, может временно снизить выходную мощность ветряной электростанции на 10 %. достаточно большой, чтобы снизить прибыльность фермы в эти периоды. Перекрещивающийся ветер также увеличивает нагрузку на лопасти турбины, что, как показали другие исследователи, может повредить турбину и привести к ее отказу раньше, чем предполагалось. Лундквист отмечает, что фермеры в Айове — месте, известном своими ночными струями — неофициально сообщили ей, что турбины на их земле нуждаются в замене лопастей каждые два-три года, а не 15 лет, как ожидали фермеры. Эти более частые ремонты снижают положительное воздействие ветряной электростанции на окружающую среду, поскольку больше лопастей отправляется на свалку.

Другим фактором, влияющим на производительность ветряной электростанции, является след от турбины. След представляет собой область низкоскоростного ветра, которая начинается сразу за ротором турбины. Снижение скорости распространяется от нескольких десятков до нескольких сотен метров, расстояние достаточно большое, чтобы след одной турбины мог изменить ветровые условия для турбины с подветренной стороны. «Одной из основных причин потери мощности на ветряной электростанции является неудачное размещение ветряных турбин», — говорит эксперт по гидродинамике Джиаронг Хонг из Университета Миннесоты. Эксперименты и моделирование показывают, что «турбины, расположенные ниже по потоку, которые находятся в следе от турбины, расположенной выше по потоку, могут иметь сильно сниженную мощность по выработке электроэнергии», — говорит он, причем снижение находится в диапазоне 10–30%. Но модели не дают полной картины динамики следа. Хонг и его докторская степень. студентка Ализа Абрахам пытается исправить это.

Лаборатория Сент-Энтони-Фолс/Университет Миннесоты

Изображение, показывающее узоры снегопада за ветряной турбиной в Миннесоте.

Лаборатория Сент-Энтони-Фолс/Университет Миннесоты

Изображение, показывающее снегопад за ветряной турбиной в Миннесоте.

×

Чтобы понять влияние следа, Хонг и Абрахам разработали метод изображения следа, в котором снег используется для захвата завихрений ветра внутри этих объектов. В своих экспериментах, которые все проводились морозными, темными, продуваемыми ветром ночами, Хонг, Абрахам и их коллеги снимали снегопад, освещенный сценическими огнями, укрываясь в машинах, чтобы согреться между дублями. Затем они использовали программное обеспечение для отслеживания и анализа движения снежинок в своих видеозаписях.

Используя эту технику, команда зафиксировала динамику трехмерных потоков вокруг одиночной ветряной турбины, расположенной в Роузмонте, штат Миннесота, и обнаружила некоторые ранее невиданные особенности. Например, команда наблюдала взаимодействие между когерентными структурами потока, которые выглядят как пустоты без снежинок в следе за турбиной. Эти взаимодействия в значительной степени игнорировались как в предыдущих полевых экспериментах, так и в идеализированных экспериментах с использованием уменьшенных турбин в аэродинамических трубах. «В лаборатории структура следов мало меняется со временем, но наши эксперименты показывают, что [такое поведение] не происходит с турбинами промышленных размеров», — говорит Хонг. Изменяющиеся во времени потоки влияют на то, насколько сильно след взаимодействует с подветренными турбинами, потенциально снижая их выходную мощность.

Вызов масштаба

Эксперименты Хонга и Абрахама дают важную картину ветрового потока вокруг одной турбины. Но чтобы действительно понять схемы потоков на ветряных электростанциях, исследователям нужны многотурбинные измерения, которые в настоящее время ограничены, говорит Патрик Мориарти, авиационный инженер Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) в Колорадо. Он надеется заполнить этот пробел данными измерениями американского эксперимента по пробуждению (AWAKEN), кампании, которую возглавляет Мориарти. В этом эксперименте, который должен начать собирать данные в этом году, будут использоваться лазеры, радар и самолеты для изучения динамики ветра на пяти крупных коммерческих ветряных электростанциях в северной Оклахоме. «Мы пытаемся собрать данные по максимально возможному количеству масштабов», — говорит Мориарти.

Получение данных в различных масштабах имеет решающее значение для создания точных моделей производительности ветряных электростанций, говорит Пол Вирс, ученый в области ветроэнергетики из NREL. Производительность одной турбины зависит от всего: от глобальных погодных условий шириной 100 км до водоворотов шириной в миллиметр на поверхности лопасти. «В настоящее время ни одна модель или один эксперимент не могут решить проблему во всех временных и пространственных масштабах», — говорит Вирс. Эта «масштабная» проблема была одним из основных препятствий для ветроэнергетики, на которые Вирс, Лундквист, Мориарти и еще 26 человек указали в отчете 2019 года. бумага в науке.

Теоретически исследователи могли бы решить эту многомасштабную задачу потока численно на суперкомпьютере, последовательно решая все соответствующие масштабы с помощью различных моделей. Но диапазон масштабов настолько широк, что на Fugaku (самом быстродействующем суперкомпьютере в мире) потребовались бы недели или месяцы, чтобы смоделировать влияние одного набора ветровых условий на одну конфигурацию ветряной электростанции, говорит Такафуми Нишино, изучающий аэродинамику ветряных электростанций. в Оксфордском университете, Великобритания. Чтобы оптимизировать конфигурацию турбины, операторы ветряных электростанций должны смоделировать многие тысячи возможных сценариев, поэтому он говорит, что такой подход нецелесообразен.

Исследователям часто удается сосредотачиваться на одной шкале и игнорировать все остальные, но лучшее решение — улучшить существующие модели, включив информацию о большем количестве шкал длины. Лундквист использует этот подход, адаптируя модели погоды таким образом, чтобы они отображали масштабы, относящиеся к ветряным электростанциям.

Дэвид Смит/stock.adobe.com

Прогнозирование выработки энергии ветровой электростанцией — это многомасштабная задача о потоках, которая должна учитывать погодные условия шириной 100 км, воздушные потоки шириной в миллиметры и все, что находится между ними.

Дэвид Смит/stock.adobe.com

Прогнозирование выработки энергии ветровой электростанцией — это многомасштабная задача о потоках, которая должна учитывать погодные условия шириной 100 км, воздушные потоки шириной в миллиметры и все, что находится между ними.

×

Большинство моделей погоды делят атмосферу Земли на сетку, состоящую из ячеек шириной 1 км и более. Этого размера достаточно, чтобы запечатлеть погодные явления шириной 100 км, такие как ураганы и циклоны. Но кубы слишком велики, говорит Лундквист, чтобы правильно разрешить масштабы, относящиеся к ветряным электростанциям, в диапазоне от километров до метров.

Одно из исправлений, которое принимает Лундквист, состоит в том, чтобы уменьшить размер сетки, особенно в вертикальном направлении, чтобы она могла лучше моделировать меньшие характеристики ветра и лучше различать различное поведение ветра на разных уровнях атмосферы. «Когда вы уменьшаете размер сетки модели, у вас больше шансов запечатлеть происходящее», — говорит она. Это уточнение сетки показало, как причудливые ветры, такие как «горные волны», могут влиять на ветряную электростанцию. По словам Хаупта, другое решение — использовать алгоритмы искусственного интеллекта для расчета поправочных коэффициентов для моделей прогнозирования погоды. «Алгоритм машинного обучения может узнать, что существует некоторая погрешность [в прогнозах моделей погоды] для конкретной ветряной электростанции, и исправить это», — говорит она.

Общая теория ветра

Хотя изменение размера сетки и другие обходные пути могут помочь в некоторых случаях, они не решают проблему масштабирования, говорит Нишино. «Что нам действительно нужно, так это общая теория аэродинамики ветряных электростанций, которая кратко описывает основные взаимосвязи между потоками разного масштаба», — теория, над разработкой которой он работал.

В статье, опубликованной в апреле 2020 года, Нишино представил теорию «двухмасштабного импульса», в которой он вывел взаимосвязь между тремя ключевыми параметрами, которые связывают потоки малых турбин с крупномасштабными атмосферными потоками, воздействующими на ветер. выход фермы. Идея, по его словам, заключается в том, что исследователи могли бы затем использовать эту взаимосвязь для прогнозирования поведения ветряной электростанции в долгосрочной перспективе. Нишино и его коллеги недавно объяснили, как эту теорию можно проверить с помощью численных моделей погоды.

Эта теоретическая обработка, по словам Нишино, может сделать оптимизацию ветряных электростанций более быстрой и более точной, поскольку полученное соотношение включает детали того, как скорость набегающего ветра влияет на снижение скорости, вызванное турбинами. «Оптимизация ферм, как правило, не учитывает, насколько масштабные атмосферные условия влияют на то, насколько скорость ветра снижается турбинами на ветряной электростанции», — говорит он. «Использование моей двухмасштабной теории импульса может изменить это».

– Кэтрин Райт

Кэтрин Райт — заместитель редактора журнала Physics Magazine .


Предметные области

Энергетические исследования

Последние статьи

Энергетические исследования

Синтез повышает температуру

Химическая физика

Мозги и мускулы за расщеплением воды

Исследователи выяснили, как взаимодействуют различные грани поверхности фотокатализатора для извлечения водорода из воды. Подробнее »

Energy Research

Наноквантование заполняет пробел в технологии аккумуляторов

Рассматривая квантованное хранение электронов на наночастицах, исследователи теоретически показали, что можно объединить преимущества двух взаимодополняющих методы накопления энергии. Подробнее »

Еще статьи

Дует ветер — Интересно

Эксперты-рецензенты

Профессор Невилл Флетчер AM FAA FTSE

Почетный профессор Университета Новой Англии

Приглашенный научный сотрудник Австралийского национального университета и адъюнкт-профессор Университета Нового Южного Уэльса

Профессор Дэвид Вуд

Факультет машиностроения и технологии производства

Университет Калгари

Основы

  • Технологии ветра использовались людьми на протяжении тысячелетий.
  • Наше использование ветровой энергии неуклонно растет с 2000 года, и в 2014 году общая глобальная мощность достигла около 370 гигаватт9.0167
  • Ветер не всегда постоянен, но существуют стратегии, которые помогут обеспечить спрос на электроэнергию.
  • Существует некоторая оппозиция ветряным электростанциям, но медицинские эксперты не нашли доказательств того, что ветряные турбины оказывают какое-либо прямое влияние на здоровье людей.

В мире никогда не было недостатка в ветре. На протяжении тысячелетий он крутил ветряные мельницы, запускал воздушных змеев, охлаждал дома и наполнял паруса. Теперь технологические достижения вдохнули новую жизнь в наше использование энергии ветра как чистого, возобновляемого и экономически эффективного средства производства электроэнергии.

Ветер уже давно используется в качестве источника энергии. Источник изображения: The York Project / Wikimedia Commons.

Наше растущее использование энергии ветра

Помимо приведения в действие парусных лодок, самое раннее зарегистрированное использование энергии ветра было в ветряных мельницах для измельчения зерна персами еще в 500–900 годах до н. э.

Первые электрические ветряные турбины были изобретены в США и Европе в конце 1800-х годов. В начале 1900-х годов, когда электричество стало более доступным в городах, многие сельские общины и приусадебные хозяйства обратились к небольшим ветряным турбинам для электроснабжения. Многие из них были построены на месте с использованием старых автомобильных генераторов и вырезанных вручную лопастей несущего винта или старых пропеллеров бипланов.

С тех пор энергия ветра набирает обороты в мире, который все чаще ищет альтернативы ископаемому топливу для производства электроэнергии.

Согласно статистике Управления энергетической информации США, в 2012 году мировое производство энергии составило около 21 532 тераватт-часов (1 тераватт = 10 12 ватт). Из них на энергию ветра приходилось около 520 тераватт-часов, что составляет около 2,5%. В Глобальном отчете о состоянии возобновляемых источников энергии за 2015 год говорится, что к концу 2014 года эта доля увеличилась примерно до 3,1 процента9. 0003

Хотя доля энергии ветра в мировом производстве энергии невелика, она определенно растет. Данные Глобального совета по ветроэнергетике показывают, что с 2000 года мощность ветроэнергетики во всем мире росла в среднем на 24 процента в год, достигнув общей мощности около 370 000 мегаватт в 2014 году. Почти 60 процентов этого мощностей приходится на Китай (31%), США (17,8%) и Германию (10,6%).

В 2014 году на энергию ветра приходилось почти 40 процентов производства энергии в Дании. В особенно ветреный день в июле 2015 года Дания произвела достаточно энергии ветра, чтобы обеспечить 140% потребностей страны. Избыточная мощность была передана в соседние страны, Германию и Швецию.

А здесь, в Австралии, согласно Отчету о чистой энергии Австралии за 2014 год, энергия ветра составляет более 30 процентов возобновляемой энергии нашей страны, при этом около 4 процентов нашей электроэнергии вырабатывается за счет ветра. Южная Австралия лидирует с наибольшим количеством ветряных электростанций среди всех австралийских штатов и производит около 40 процентов электроэнергии штата за счет энергии ветра.

Наука, стоящая за ветром

Строго говоря, производство электроэнергии из ветра начинается с солнца. Энергия, излучаемая солнцем, нагревает воздух в атмосфере Земли. Воздух расширяется, когда нагревается, делая более теплый воздух менее плотным и «легче», чем более холодный воздух, создавая область более низкого давления. Холодный воздух обычно более плотный.

Земля неравномерно нагревается солнечной энергией. Некоторые регионы нагреваются больше, чем другие: полюса, например, холодные, а экватор горячий. Теплый воздух с низкой плотностью над экватором поднимается и распространяется наружу к полюсам, а вместо него устремляется холодный плотный воздух. Именно этот движущийся воздух мы называем ветром. Эти различия в температуре и давлении между воздушными массами определяют глобальные схемы циркуляции воздуха и ветра.

Источник видео: NASA Goddard/YouTube. Посмотреть детали видео и расшифровку.

  • Циркуляция воздуха

    Из-за вращения Земли ветры движутся по сложной схеме. В северной Австралии ветры дуют в основном с востока, а в южной Австралии — с запада. Вдобавок к этой общей схеме циркуляции мы находим другие ветры, связанные с тропическими циклонами в северной Австралии или с холодными фронтами на юге.

    Большинство ветров дуют кругами. Основные схемы циркуляции восточных или западных ветров дуют прямо вокруг Земли, неся с собой погодные условия. Местные ветры, как и в циклонах или других системах низкого давления, вращаются по кругу по часовой стрелке (в южном полушарии, против часовой стрелки в северном полушарии) вокруг центра или глаза шторма, хотя они имеют некруговой путь.

    Прогнозирование ветреных участков

    Другие факторы также оказывают сильное влияние на характер атмосферной циркуляции и характер ветра. К ним относятся расположение континентов, время года и топографические особенности, такие как горные хребты, долины и хребты. Это означает, что прогнозировать наилучшие районы для производства электроэнергии за счет энергии ветра может быть довольно сложно. Инженеры используют компьютерные модели и обширные измерения ветра, чтобы помочь в этом.

Обуздать ветер

Все формы производства электроэнергии основаны на преобразовании других форм энергии в электричество. На угольной электростанции химическая энергия, хранящаяся в угле, сначала преобразуется в тепловую энергию путем сжигания, а затем в кинетическую энергию (энергию движения) путем нагревания воды для производства пара высокого давления. Пар используется для превращения турбина ГЛОССАРИЙ турбина Устройство, в котором поток воды или газа вращает лопастное колесо, преобразуя кинетическую энергию потока жидкости в механическую энергию, поступающую от вала турбины. Первыми турбинами были водяные колеса. Теперь паровые турбины приводятся в движение струями высокотемпературного пара; газовые турбины работают за счет сжигания паров топлива; а ветряные турбины используют энергию движущегося воздуха. (также кинетическая энергия), которая затем используется для питания генератор ГЛОССАРИЙ генератор Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. В обычном генераторе вал вращает магнитный ротор. Движущийся магнит производит переменный ток. (Это обратная сторона электродвигателя.) Генераторы чрезвычайно эффективны в преобразовании механической энергии в электрическую. для производства электрической энергии.

При использовании ветряной турбины нам в первую очередь нужна тепловая энергия солнца, чтобы нагреть воздух в атмосфере и создать ветер. Затем лопасти ветряка (обычно по две-три на турбину) ловят ветер, который заставляет их вращаться. Затем мы можем пропустить этапы химической и тепловой энергии, используемые в угольной электростанции — кинетическая энергия движущихся лопастей ветряной турбины используется для вращения генератора, вырабатывающего электричество.

Поскольку лопасти современной большой турбины вращаются, они заставляют низкоскоростной вал вращаться со скоростью 10–20 раз в минуту. В большинстве турбин этот тихоходный вал соединен с коробкой передач; редуктор обеспечивает связь тихоходного вала с генератором, совершающим 1000–1800 оборотов в минуту. Генератор использует эти быстрые вращения для производства электроэнергии. Затем электричество проходит через сложную силовую электронику, которая помогает контролировать работу турбины, и трансформатор, который преобразуется в нужное напряжение для электросети. В последнее время в очень больших ветряных турбинах для морского применения использовались генераторы с прямым приводом без редуктора, что является одним из дорогостоящих элементов обслуживания наземных турбин.

Самая большая ветряная турбина в настоящее время – Vestas V164 мощностью 8 мегаватт с лопастями длиной 80 метров. Это больше, чем размах крыла Airbus A380, самого большого коммерческого самолета в мире.

Interactive

Турбина

Лопасти ветряной турбины должны быть прочными, легкими и долговечными. Как правило, они изготавливаются из стекловолокна или углеродного волокна и имеют диаметр от 60 до 80 метров.

Тихоходный вал, высокоскоростной вал, редуктор и генератор размещены внутри отсека, называемого гондолой.

Чтобы лучше ловить ветер, турбины должны быть высоко, и они часто устанавливаются на башнях высотой от 40 до 100 метров. Генераторы и редукторы, установленные на этих башнях, могут весить более 10 тонн. Эти факторы увеличивают расходы и логистические трудности при строительстве ветряной электростанции.

 

Источник видео: УВСАР/YouTube. Посмотреть детали видео и расшифровку.

Мощность, вырабатываемая ветровой турбиной

Мощность, производимая ветровой турбиной, очень быстро увеличивается с увеличением скорости ветра: удвоение скорости ветра приводит к восьмикратному увеличению мощности. Поэтому важно размещать ветряные генераторы в местах, где скорость ветра высока, а также достаточно постоянна. Длина лопастей ротора также важна — удвоение диаметра окружности, образуемой лопастями, приводит к четырехкратному увеличению мощности. {3}\) было бы равно 8 000. Таким образом, удвоение скорости ветра приводит к восьмикратному увеличению мощности. 9{2} = 400\). Таким образом, удвоение диаметра приводит к четырехкратному увеличению мощности.

Эти два фактора имеют важное значение для проектирования и размещения ветряных турбин. Во-первых, чем сильнее ветер, тем эффективнее турбина — до определенного момента. Если ветер слишком сильный, турбина будет повреждена. Все турбины отключатся, когда скорость ветра достигнет 25 метров в секунду (~90 км/ч). Во-вторых, чем длиннее лопасти ротора, тем лучше (опять же, до определенного момента — если они слишком длинные, они становятся громоздкими и более восприимчивыми к повреждениям).

К сожалению, не всю энергию ветра можно преобразовать в электричество. Знаменитый предел Бетца (который также был независимо открыт русским Жуковским) гласит, что фактическая мощность не может превышать 16/27 от указанной в уравнении. 16/27 = 0,593, поэтому максимально возможная эффективность преобразования близка к 60 процентам. Современные ветряные турбины (с неэффективной трансмиссией, генератором и силовой электроникой) могут достигать общего КПД до 50 процентов.

Поймать ветер

Очевидно, мы хотим разместить наши ветряные турбины в ветреных местах. Как правило, ветряная электростанция будет построена в районе с постоянными ветрами, которые регулярно достигают не менее 25 км/ч. Однако немаловажным фактором является то, что в один день может не быть ветра, а на следующий — воющий шторм. Эта фундаментальная изменчивость ветра означает, что маловероятно, что энергия ветра станет единственным источником выработки электроэнергии в будущем, если только хранение энергии не станет дешевле и эффективнее.

Тем не менее, несмотря на то, что ветер может быть переменным, он также предсказуем в течение длительного периода времени. Оператор австралийского энергетического рынка разработал Австралийскую систему прогнозирования энергии ветра, инструмент, который может с высокой точностью прогнозировать выработку энергии ветра ветряными электростанциями на восточном побережье Австралии на несколько дней вперед.

Ветер может быть хаотичным, меняя направление с точностью до секунды. Турбины оснащены двигателем «рыскания», который позволяет им поворачиваться, поэтому они всегда могут быть обращены к ветру.

Ветряные турбины лучше всего размещать в местах с постоянным ветром и поворачивать их против ветра. Источник изображения: Дэвид Кларк / Flickr.

Подключение к электросети

Крупномасштабное производство электроэнергии с помощью ветра предполагает использование ветряных электростанций, где несколько ветряных турбин, от нескольких до сотен, подают электроэнергию непосредственно в сеть электроснабжения.

Инженеры-электрики знают, что ветер не дует все время, и разработали ряд стратегий, чтобы гарантировать, что электроснабжение соответствует спросу на электроэнергию. Например, сеть ветряных электростанций, подключенных к общей сети, может помочь обеспечить стабильное снабжение: когда одна ветряная электростанция затихает, другие в других частях региона и на континенте могут продолжать работать. Другие источники энергии (такие как солнце, уголь, вода или газ) часто используются в дополнение к энергии ветра. Гидроэлектроэнергия и газ являются лучшими технологиями для этой цели, поскольку их можно включать и выключать очень быстро. В будущем аккумуляторные системы могут использоваться для хранения избыточной энергии ветра и передачи ее в периоды слабого ветра.

Признания и критика

Недавние исследования показывают, что энергия ветра значительно более экологична, чем, например, электричество, производимое угольными электростанциями. Он использует меньше невозобновляемых ресурсов, вызывает меньшее локальное или региональное загрязнение воздуха и практически не способствует выбросам парниковых газов.

Сами башни занимают лишь небольшую площадь земли, и сельскохозяйственная деятельность может продолжаться практически до самого основания, даже под вращающимися лезвиями.

Что касается материалов и ресурсов, которые используются для строительства ветряных турбин, исследования по анализу жизненного цикла показали, что турбины очень быстро окупаются: турбина мощностью 2 МВт с ожидаемым сроком службы 20 лет обеспечит чистую прибыль в течение пяти-восьми лет. месяцы.

Критика

Движение лопастей ветряной турбины создает низкочастотный шум, который усиливается с увеличением скорости ветра и может включать «инфразвук» на частотах, слишком низких для человеческого восприятия. Лопасти также могут издавать свистящие звуки. Однако удаленность большинства ветряных электростанций означает, что шум не является серьезной проблемой в большинстве мест. Существуют правила планирования, чтобы люди, живущие в сельской местности, не подвергались раздражающему или стрессовому уровню шума.

Синдром ветряной турбины

Однако в некоторых частях Австралии, Канады, Великобритании и США сторонники явления, известного как синдром ветряной турбины, выступают против ветряных электростанций. Этот «синдром» не признается никакими учреждениями здравоохранения или властями Австралии; этот термин был придуман после публикации в 2009 году самоизданной книги с таким же названием. Содержание книги не проходило стандартную научную рецензирование.

Во всем мире небольшая часть людей, живущих рядом с небольшим количеством ветряных электростанций, сообщает о различных симптомах, которые они связывают с низкочастотным шумом и инфразвуком, создаваемым ветряными турбинами. Этому приписывают огромное количество заболеваний, включая головные боли, бессонницу, раздражительность, учащенное сердцебиение и даже ухудшение симптомов диабета.

В Австралии и других странах было проведено несколько исследований, чтобы попытаться выяснить, как и действительно ли ветряные турбины могут влиять на здоровье людей, живущих рядом с ними. С 2003 года было опубликовано 25 обзоров этих исследований, в которых медицинские эксперты оценивали все имеющиеся доказательства и каждый раз приходили к выводу об отсутствии доказательств того, что ветряные турбины имеют прямое влияние на здоровье людей.

Нет прямых доказательств того, что воздействие шума ветряных электростанций влияет на физическое или психическое здоровье. Заявление NHMRC: Данные о ветряных электростанциях и здоровье человека

В последнем отчете Австралийского национального совета по здравоохранению и медицинским исследованиям были рассмотрены доступные качественные данные о шуме ветряных электростанций и его влиянии на физическое и психическое здоровье, настроение, сон и качество жизни. Он учитывал как инфразвук, так и низкочастотный шум, а также восприятие шума, мерцание теней и электромагнитное излучение. Выводы кратко изложены ниже.

  • Отчет NHMRC: сводка результатов
    Продукт Находки
    Шум (включая инфразвук)
    • Нет прямых доказательств какого-либо воздействия на физическое и психическое здоровье
    • Последовательные, но некачественные доказательства того, что шум ветряных электростанций вызывает раздражение
    • Плохие, менее последовательные доказательства того, что шум ветряной электростанции вызывает нарушение сна
    • Плохие, менее последовательные доказательства того, что шум ветряных электростанций снижает качество жизни
    • Прямых доказательств влияния инфразвука и низкочастотного шума на здоровье нет. Данные доступны только из лабораторных исследований, в которых исследуются гораздо более высокие уровни, чем уровни, вызванные ветряными электростанциями
    • .
    • Маловероятно, чтобы вызвать помехи на расстоянии более 1500 метров.
    Мерцание тени Недостаточно доказательств, чтобы делать какие-либо выводы о влиянии мерцания теней на здоровье; риск вызвать судороги у людей с (редкой) светочувствительной эпилепсией чрезвычайно низкий
    Электромагнитное излучение Нет прямых доказательств какого-либо воздействия на здоровье

Кроме того, отчет, опубликованный Министерством здравоохранения Канады в 2014 году, также показал, что, хотя чувство раздражения людей может быть связано с шумом ветряной турбины, не было обнаружено никакой связи между шумом ветряной электростанции и плохим здоровьем людей.

Еще одна интересная особенность дебатов о синдроме ветряной турбины заключается в том, что его практически не существует в Европе, где в некоторых странах люди годами живут с ветряными турбинами. Это не означает, что в этих странах нет противодействия ветряным турбинам, но в первую очередь по экологическим соображениям, когда противники обеспокоены эстетикой турбин или их расположением в экологически чувствительных районах. О вреде для здоровья почти ничего не говорится.

Возникает вопрос — что здесь происходит? Другие исследователи, такие как Саймон Чепмен, профессор общественного здравоохранения Сиднейского университета, предположили, что само присутствие кампании против ветра может быть причиной некоторых проблем со здоровьем. Эффект «ноцебо» (от латинского термина «я причиню вред» в отличие от «плацебо»: «я доставлю удовольствие») возникает, когда знание предполагаемого симптома и беспокойство по поводу предполагаемого симптома побуждают некоторых людей испытать его — стресс или тревогу. вызванное тем, что им сказали, что они будут страдать от вредных последствий, заставляет их испытывать симптомы (и приписывать их ветряным турбинам). Уровни стресса также могут быть выше в сообществах, где консультации с общественностью относительно строительства ветряной электростанции были недостаточными.

Исследование Чепмена показало, что некоторые ветряные электростанции в Австралии работают в течение многих лет без каких-либо жалоб, а из 129 человек, подавших жалобы на здоровье или шум в период с 1993 по 2012 год, 73% проживали около шести (из из в общей сложности 51) ветряных электростанций, все из которых стали мишенью для участников кампании против ветра. Более двух третей ветряных электростанций, работающих по всей Австралии, никогда не получали жалоб от близлежащих жителей.

Интересно, что люди, получающие компенсацию или доход от размещения ветряных турбин на своей территории, также редко сообщают о каких-либо негативных последствиях для здоровья.

Какими бы ни были мотивы людей, ясно, что в настоящее время нет никаких научных доказательств, кроме анекдотов и нестрогих тематических исследований, подтверждающих любые заявления о синдроме ветряной турбины или любом вредном воздействии ветряных турбин на здоровье человека.

Эстетика

Критики также говорят, что современная ветряная электростанция — это уродство для ландшафта. Социологические исследования показали, что восприятие ветряных турбин как визуального загрязнения зависит от ряда факторов. Они могут включать используемую технологию (например, турбины, установленные на трубчатых башнях, обычно считаются более эстетически приемлемыми, чем турбины, установленные на стальных фермах), а также плотность и расположение турбин. Фактором может быть и право собственности: местные жители с большей вероятностью сочтут ветряную электростанцию ​​привлекательной, если у них есть в ней финансовая доля.

Технологические разработки, такие как увеличение диаметра лопастей ротора и высоты башен, позволили некоторым турбинам эффективно работать при более низких скоростях ветра. Это повышает мощность турбин и означает, что они могут быть расположены в районах, которые в противном случае могли бы считаться недостаточно ветреными. Это может позволить разместить их ближе к местам потребления или подальше от экологически чувствительных регионов.

Строительство ветряных электростанций в море — один из способов уменьшить их визуальное воздействие. Источник изображения: Ким Хансен / Flickr.

 

Энергия ветра лучше всего подходит для использования на море: здесь меньше препятствий для воздушного потока и меньше турбулентности, чем на суше, а ветер более постоянен. В настоящее время ветроэнергетика в Великобритании и Европе активно перемещается в офшор. Хотя у Австралии есть хорошие перспективы на шельфе, содержать ветряные электростанции в море намного дороже, и у нас есть много места на суше, которое можно использовать.

Будь то на суше или на море, ветроэнергетика и ее будущее, безусловно, не «все в море». Во всем мире потребление энергии ветра растет быстрыми темпами.

Электричество стало частью современного общества, которую мы все воспринимаем как должное, и жизнь без него была бы почти невообразима. Чтобы удовлетворить наши потребности без постоянного сжигания ископаемого топлива, мы будем полагаться на энергию ветра, которая станет ключевым игроком в сочетании возобновляемых источников энергии, которые обеспечат чистое будущее с низким уровнем выбросов углерода.

Горячий воздух: действительно ли ветряные электростанции вредны для здоровья?

Саймон Оксенхэм

Хотите устроить званый ужин? Упоминание ветряных электростанций — это надежный способ разделить комнату: мы либо любим их, либо ненавидим. Но в то время как в Великобритании дебаты сосредоточены на эстетической привлекательности и эффективности, в Австралии бушует совершенно другая буря, где есть опасения, что ветряные электростанции наносят ущерб здоровью людей.

Хотя в более чем 25 обзорах научной литературы не удалось найти убедительных доказательств вреда, причиняемого ветряными электростанциями, это не помешало людям обвинять их во всем, от депрессии до диабета.

Согласно списку, составленному Саймоном Чепменом из Сиднейского университета, ветряные турбины обвиняют в том, что они вызывают или усугубляют как минимум 247 симптомов, заболеваний и поведения. В 2012 году Чепмен описал, что он «никогда не сталкивался с чем-либо в истории болезни, которая, как говорят, вызывает хотя бы часть списка проблем». И это было тогда, когда он назвал 155 проблем, почти на 100 меньше, чем сейчас.

Реклама

Эффект ноцебо

После годичного исследования Австралийским Национальным советом по здравоохранению и медицинским исследованиям (NHMRC) проблем со здоровьем, вызванных ветряными электростанциями, в прошлом году ничего не вышло, многие высмеяли призыв к дополнительным исследованиям. что так часто приходит в конце бумаги.

Удивительно, но NHMRC недавно утвердил еще 3,3 миллиона австралийских долларов (2,4 миллиона долларов США) на финансирование двух исследовательских проектов для еще более глубокого изучения этого вопроса. В ходе исследований будут изучены связи между инфразвуком, генерируемым ветряными турбинами, и изменениями сна, равновесия, настроения и состояния сердечно-сосудистой системы — удивительное решение, учитывая, что десятки исследований уже ничего не дали и что есть множество других важных вопросов, остающихся без ответа. отсутствие финансирования.

Важно отметить, что жалобы на здоровье, связанные с ветряными электростанциями, имеют очень простое объяснение, которое в ходе нового исследования будет трудно исключить. Злой двойник эффекта плацебо, эффект ноцебо, уже давно известно, что он вызывает вредные симптомы у людей, которые боятся побочных эффектов при приеме инертной сахарной таблетки.

Этот эффект распространяется не только на сахарные пилюли. В одном эксперименте исследователи прикрепили фальшивые маршрутизаторы Wi-Fi к головам участников исследования электромагнитного излучения. Более половины добровольцев испытали неблагоприятные последствия для здоровья только из-за страха. Их симптомы — головная боль и покалывание — были удивительно похожи на симптомы людей, страдающих «синдромом ветряной турбины».

Неслышимый инфразвук

Аналогичные выводы были сделаны с инфразвуком – звуковые волны слишком низкой частоты для человеческого слуха, которые могут генерироваться ветряными турбинами. Когда у людей возникают негативные ожидания относительно воздействия инфразвука, они сообщают о симптомах как при его наличии, так и при его отсутствии.

Но эти симптомы не проявляются у людей, которым не сказали, что ветряные электростанции вредны. И в эксперименте, в котором участников убедили, что звуки ветряных электростанций полезны для здоровья, они на самом деле сообщили о положительных симптомах.

Гай Маркс, эпидемиолог из Сиднейского университета, является одним из получателей финансирования NHMRC, получив более 1,9 миллиона австралийских долларов. Его команда планирует два плацебо-контролируемых исследования — краткосрочное лабораторное и шестимесячное полевое исследование — и он говорит, что его рандомизированный и контролируемый дизайн должен исключать эффекты ноцебо. «Мы достаточно уверены, что сможем продемонстрировать, можно ли отнести измеримые неблагоприятные последствия для здоровья к инфразвуку», — говорит Маркс.

По сравнению с аналогичными предыдущими исследованиями, Маркс говорит, что его испытания будут включать более длительные периоды воздействия и измерять более широкий диапазон результатов. Фальшивые устройства будут использоваться в качестве контроля, но как именно его команда создаст убедительную фальшивую ветряную электростанцию, еще неизвестно. Ветряные турбины обычно имеют размер в несколько сотен футов, стоят миллионы долларов и не помещаются в лаборатории. Перед исследователями стоит огромная задача, если они хотят получить убедительные доказательства, которые перевешивают уже существующие.

Другой проект, получивший финансирование от NHMRC, возглавляет исследователь сна Питер Кэтчесайд из Университета Флиндерс в Аделаиде. Его команда потратит 1,36 миллиона австралийских долларов на сравнение качества сна вблизи ветряных электростанций с качеством сна вблизи интенсивного движения. Очевидно, что будет невозможно закрыть глаза участникам ветровой электростанции от того факта, что они находятся в непосредственной близости от ветряной турбины, оставив эксперимент открытым для ноцебо-эффектов.

Все вокруг нас

Вопрос о том, являются ли такие эксперименты хорошим использованием миллионов долларов государственных исследований, поднимает этическую дилемму. В конце концов, мы также подвергаемся воздействию инфразвука, создаваемого турбулентностью воздуха, океанскими волнами, дорожным движением и кондиционерами, среди прочих причин, и часто в гораздо большей степени, чем те, которые излучаются ветряными электростанциями. Инфразвук создается даже нашим собственным сердцебиением.

Чепмен предполагает, что у тех, кто говорит, что у них синдром ветряной турбины, могут быть сомнительные мотивы. Например, энергетические компании, которые хотят построить турбины, нередко выкупают жильцов, ремонтируя их дома или переселяя их.

«Когда лидеры антиветряных электростанций перемещаются по сообществам, иногда с предприимчивыми юристами, распространяя опасения, что турбины могут нанести вред здоровью, мы можем получить мощную комбинацию плохо информированных, обеспокоенных и разгневанных жителей, засеянных идеей, что их протесты могут привести к к выплате», — писал Чепмен в Разговор в 2012 году.

Соусник

Как ни маловероятно, но если ветряные электростанции действительно вызывают незначительные проблемы со здоровьем, это, вероятно, не повлияет на то, будем ли мы продолжать их строить. Ветряные электростанции производят чистую энергию, вызывая гораздо меньше шумового загрязнения, чем другие повседневные звуки, такие как дорожное движение и самолеты.

Напрашивается вопрос: что стоит за, казалось бы, нескончаемым потоком финансирования такого рода исследований? Возможно, это как-то связано с недавним премьер-министром Тони Эбботтом. Во время своего пребывания в должности он сказал, что единственное, что удерживало его от сокращения количества ветряных электростанций, — это Сенат Австралии. Возможно, не случайно Эбботт ранее называл науку об изменении климата «абсолютной чепухой».7 процентов ученых-климатологов не согласились бы с этим.

В то время, когда 85 процентов заявок на гранты в NHMRC отклоняются, кажется странным, что Кэтчесайд получил самый большой грант, который он когда-либо получал для исследования этой проблемы. Тем временем Колин Батлер, редактор «Изменение климата и глобальное здравоохранение », получил несколько заявок на получение гранта, касающихся воздействия изменения климата на здоровье, отклоненных NHMRC. Батлер считает, что NHMRC «политизирован», и обвинил процесс рассмотрения грантов в «коррумпированности», написав в 2014 году, что «я не ожидаю когда-либо получить грант NH&MRC». Он говорит, что его взгляды остаются прежними и по сей день.

Есть ли надежда? Возможно, эти два исследования окончательно положат конец голословным претензиям. С другой стороны, возможно, это «чрезвычайно наивно» — по крайней мере, по словам Рода Ламбертса из Австралийского национального центра информирования общественности о науке. По его словам, если предыдущие исследования мало что сделали для того, чтобы успокоить такие жалобы, мало что говорит о том, что еще два убедят.

Подробнее: Отвратительная правда о синдроме ветряной электростанции

Еще по этим темам:

  • Окружающая среда
  • энергия и топливо

12 ЗА и ПРОТИВ использования энергии ветра для окружающей среды

Все больше стран мира вкладывают средства в альтернативные и возобновляемые источники энергии для решения проблемы изменения климата.

В дополнение к солнечным панелям и гидроэлектростанциям ветряные турбины являются одним из лидеров в качестве жизнеспособного долгосрочного экологически чистого решения.

Приносит ли энергия ветра пользу окружающей среде? Энергия ветра дороже, чем другие возобновляемые источники энергии? Мы ответим на эти и другие вопросы!

Читайте дальше, чтобы узнать все, что вам нужно знать о влиянии сбора энергии ветра на землю.

Что такое энергия ветра? (Краткий ответ)

Одной ветряной турбины достаточно для одного дома, но при стоимости одной турбины не менее 2 миллионов долларов они обычно устанавливаются энергетическими компаниями.

Энергия ветра – это выработка электроэнергии на использование потока воздуха для вращения ветряных турбин . Турбины преобразуют механическую энергию в электрическую, которая подается в электрическую сеть.

Ветряные турбины обычно устанавливаются в районах с сильными постоянными преобладающими ветрами, чтобы обеспечить максимально возможное вращение турбин.

Как производится энергия ветра?

Энергия ветра производится путем размещения ветряных турбин на пути преобладающих ветров. Большинство турбин эффективно работают с 3 лопастями. ж ind заставляет лопасти вращаться .

Чем длиннее лопасти, тем больше энергии может производить ветряк.

Внутри центра ветряной мельницы находится генератор . Поскольку пропеллеры вращают внутренний вал, он может быть зацеплен для увеличения выходной мощности или подключен непосредственно к генератору.

В любом случае трение внутри генератора преобразует кинетическую энергию ветра в электричество , которое собирается для распределения по электрической сети.

Посмотрите это короткое видео, которое поможет вам понять, как ветряные турбины превращают ветер в электричество.

Pros and Cons of Wind Energy

Профи Энергии ветра Минусы энергии ветра
Ветровой энергия. Непредсказуемый источник энергии
Топливо бесплатно Турбины создают шумовое загрязнение
Очень пространственное эффективное Отрицательные биологические и воздействие на окружающую среду
Низкие эксплуатационные затраты и устойчиво снижают общие затраты
Низкие эксплуатационные затраты и устойчиво снижая в целом затраты
.
Снижает зависимость от ископаемого топлива

7 Плюсы энергии ветра (преимущества)

  • Wind Energy Is Renewable And Sustainable
  • Very Few Greenhouse Gas Emissions
  • Fuel Is Free
  • Very Space Efficient
  • Low Operating Costs And Steadily Decreasing Overall Cost
  • Energy Independent
  • Great Potential For Residential Uses

Энергия ветра, как и солнечная, является одним из самых чистых источников энергии, доступных нам, но у солнечной энергии есть свои плюсы и минусы (особенно минусы), которых нет у ветряных турбин.

Давайте рассмотрим все плюсы ветроэнергетики более подробно.

1. Энергия ветра является возобновляемой и устойчивой

Ветер является возобновляемым и устойчивым источником энергии. Ветры, которые проносятся по планете, продержатся дольше, чем человечество.

Хотя ветер может длиться «вечно», турбины — нет.

Ветряные турбины имеют срок службы около 25 лет. Хорошая новость заключается в том, что после установки они будут генерировать электричество, пока дует ветер.

2. Очень мало выбросов парниковых газов

Электростанции, работающие на ископаемом топливе или биомассе, днем ​​и ночью выделяют невероятное количество парниковых газов. Энергия ветра помогает отказаться от части производства электроэнергии, необходимой из ископаемого топлива.

Большая часть Земли по-прежнему в значительной степени зависит от угля, газа и нефти для производства электроэнергии.

Помимо того, что эти источники энергии не являются возобновляемыми, они также выбрасывают в окружающую среду большое количество вредных парниковых газов.

Биомасса быстро заменяет ископаемое топливо, особенно уголь, на многих электростанциях, но выбросы парниковых газов являются одним из недостатков биомассы как возобновляемого ресурса.

Энергия ветра является зеленым источником энергии, и ветряная турбина производит незначительное количество этих газов в течение всего срока службы. Это одна из лучших альтернатив ископаемому топливу на планете.

Производство и монтаж турбин, выбрасывающих парниковые газы. Чаще всего вредное воздействие этих газов окупился за 9 месяцев чистой эксплуатации турбины.

3. Топливо бесплатно

Ветер — один из лучших примеров бесплатных природных ресурсов. Ветер является возобновляемым и устойчивым источником энергии и бесплатным топливом для ветряных турбин .

После того, как ветряная турбина построена и установлена, нет необходимости заправлять ее топливом, чтобы она заработала. Естественный ветер — это топливо, которое заставляет турбину вращаться для выработки энергии ветра.

4. Очень компактный

По сравнению с солнечной энергией энергия ветра очень компактна, имеет значительную производительность.

Одна большая ветряная турбина в среднем способна генерировать достаточно электроэнергии для питания 940 домов в США.

Каждая турбина очень высокая, но занимает очень мало места, особенно по сравнению с комплектами солнечных батарей.

Хотя ветряные турбины должны располагаться на определенном расстоянии друг от друга, земля между ними может использоваться для других целей.

Солнечные фермы не могут позволить себе такую ​​роскошь. Им требуется огромное пространство, и их панели поглощают каждый его сантиметр. Это явное преимущество , которое энергия ветра имеет по сравнению с солнечной энергией.

5. Низкие эксплуатационные расходы и неуклонное снижение общих затрат

Ветряная электростанция визуально и экологически разрушительна. По сравнению с глобальным воздействием сжигания ископаемого топлива на окружающую среду это справедливая сделка.

Эксплуатационные расходы энергии ветра, как и солнечной, обычно очень низкие после изготовления и первоначальной установки ВЭУ.

Одна ветряная турбина сейчас стоит от 2 до 4 миллионов долларов, в зависимости от мощности в мегаваттах. Годовые затраты на техническое обслуживание составляют около 45 000 долларов в год.

Точка безубыточности работы ветряных турбин составляет около 15 лет . Таким образом, в течение последних 10 лет или около того своего существования он вырабатывает электроэнергию с нулевой стоимостью.

С 1980 года цены на энергию ветра снизились более чем на 80% .

Это связано с огромным количеством исследований, приносящих дивиденды в виде новых и улучшенных технологий, в дополнение к постоянно растущему спросу на энергию ветра.

Ожидается, что будущие тенденции останутся такими же, поскольку технологии развиваются, а ветровая энергия по-прежнему востребована в больших объемах.

6. Подходит для самостоятельного энергоснабжения

Везде, где светит солнце, обычно дует ветер.

Это означает, что энергию ветра можно производить практически в любой точке мира.

Существует 2 основных способа использования энергии, вырабатываемой ветряными турбинами.

  • Электроэнергия может быть отправлена ​​в основную сеть для широкого распределения
  • Электроэнергия может быть отправлена ​​ непосредственно в дома для внесетевого электричества

Электричество от ветряных турбин может быть сохранено в батареях так же, как солнечная энергия чтобы его можно было использовать в будущем.

Некоторые энергетические компании используют эту технологию, чтобы буферизовать энергосистему между периодами высокой и низкой нагрузки. Они тянут от батарей, чтобы помочь смещение энергопотребления во время пиковых нагрузок.

7. Снижает зависимость от ископаемого топлива

Энергия ветра еще не может решить все наши проблемы изменения климата. Тем не менее, ветряные турбины определенно помогают компенсировать часть нашей потребности в ископаемом топливе.

О 9,5% энергии, производимой в США, производится ветряными турбинами . Это не кажется чем-то большим, но когда вы думаете об использовании ископаемого топлива почти на 10% меньше из года в год, это складывается.

Кроме того, с появлением новых ветряных установок этот процент будет расти. Добавьте к этому другие возобновляемые источники энергии, и вы получите полные 20% энергии в США, получаемой из возобновляемых источников энергии.

Сколько времени нужно, чтобы ветряная турбина окупилась?

В целом ветровой турбине требуется около 15 лет, чтобы окупиться. Его покупка и установка стоит 2-4 миллиона долларов. Тогда это стоит около 45 000 долларов в год на расходы на техническое обслуживание.

К тому времени, когда ветряной турбине исполняется около 15 лет, она работает с чистой положительной выходной мощностью и будет продолжать работать до тех пор, пока ей не исполнится около 25 лет.

Конечно, эти числа являются средними . Есть турбины, которые окупаются раньше, и те, которые окупаются еще позже. Есть также турбины, которые служат дольше 25 лет, и те, которые заменяются раньше.

Возобновляема ли энергия ветра?

Однозначный ответ: да! Однако ветряные турбины не возобновляемы.

Ветер дует, когда атмосферное давление меняется от места к месту. Изменяющееся давление заставляет ветер дуть из областей с высоким давлением в области с низким давлением.

Там, где это движение предсказуемо, мы можем разместить ветряные электростанции для сбора энергии ветра, которая естественным образом проходит через эти районы.

Однако ветряные турбины по большей части не являются возобновляемыми . Некоторые компоненты двигателя можно использовать повторно, особенно медь и другие металлы.

Однако башня из стекловолокна и лопасти, а также другие невозобновляемые компоненты окажутся на свалке . Это большая и надвигающаяся проблема для ветроэнергетики.

Типы энергии ветра

Во всем мире используются 3 типа коллекторов энергии ветра.

  • Распределенные ветряные турбины (или малые ветряные турбины) — они масштабируются для обеспечения электроэнергией отдельных домов или ферм. Они не подключены к сети и часто используются для зарядки аккумуляторных батарей.
  • Коммунальные или коммерческие ветряные турбины — Большие ветряные турбины мощностью 2,75 мегаватта, подключенные к коммунальной сети для снабжения электроэнергией крупных жилых районов, предприятий и производственных предприятий. Эти турбины могут быть меньше или больше, но большинство турбин, выпущенных с 2020 года, имеют примерно такой размер.
  • Оффшорные ветряные турбины . Турбины самых больших размеров зарезервированы для использования на шельфе. Это массивные турбины с максимальной мощностью 8,2 мегаватт. Чем больше лопасти, тем больше электроэнергии можно выработать, но эти массивные турбины трудно транспортировать, что делает их идеальными для размещения в море.

5 Минусы энергии ветра (недостатки)

  • Ветряные турбины дороги
  • Непредсказуемый источник энергии
  • Турбины создают шумовое загрязнение
  • Негативное биологическое воздействие и воздействие на окружающую среду
  • Разрушительный внешний вид

Положительные стороны энергии ветра хорошо известны. Тем не менее, он также имеет свой уникальный набор недостатков.

Что касается бытового использования, ветряные турбины обычно проигрывают солнечным по стоимости и эстетическим соображениям.

Такие компании, как Tesla, делают все возможное, чтобы солнечная энергия стала еще более привлекательной для домовладельцев, вытесняя ветряные турбины из этого сектора рынка.

В целом, ветер кажется жизнеспособным дополнением к стратегии производства энергии в любой стране; однако он, как правило, терпит неудачу, когда его считают производителем первичной энергии.

Давайте рассмотрим основные недостатки ветроэнергетики, из-за которых энергия ветра во многих местах остается вне поля зрения.

1. Ветряные турбины стоят дорого

Каждая ветряная турбина стоит миллионы долларов. Это делает технологию запретительной для развивающихся стран и отдельных домовладельцев. Это основная причина, по которой солнечные панели в большинстве случаев являются первым выбором.

В то время как низкие эксплуатационные расходы являются преимуществом энергии ветра, высокие первоначальные инвестиции также делают стоимость отрицательной.

Крупные ветряные электростанции и единичные ветряные турбины в жилых домах обычно строятся благодаря финансовым стимулам.

Ископаемые виды топлива, такие как уголь и природный газ, в настоящее время производят электроэнергию по низкой цене, что затрудняет получение энергии ветром в краткосрочной перспективе.

Финансовые стимулы для установки ветряных турбин предоставляются таким образом, чтобы долгосрочные эксплуатационные расходы на энергию ветра могли снизиться.0221 компенсирует высокие первоначальные затраты .

Требуется около 15 лет, чтобы окупиться при стоимости установки ветряной турбины.

2. Непредсказуемый источник энергии

Непредсказуемость ветра является вторым по величине недостатком использования ветряных турбин, особенно для жилых помещений.

Несмотря на то, что солнечная энергия непостоянна, она предсказуема. С солнечной энергией вы знаете, когда солнце взойдет и зайдет. Это позволяет относительно легко планировать хранение энергии.

Энергия ветра — это отдельная история. Хотя ветер есть везде, где светит солнце, это не всегда означает, что ветер дует.

При этом большинство ветряных электростанций расположены в районах, где ветер дует чаще, чем нет. Вот почему их можно найти на высоких плато и хребтах, где ветер довольно постоянный.

Преимущество ветра здесь в том, что он все еще может производить энергию в ночное время. В сельской местности часто комбинируют солнечные батареи и ветряные турбины для жизни вне сети.

Сочетание этих двух технологий помогает обеспечить более стабильный источник энергии, особенно во время штормов. Когда облака закрывают солнце, обычно дует ветер.

3. Турбины создают шумовое загрязнение

Большинство ветряных электростанций коммунального масштаба расположены в сельской местности. Это означает, что шансы жить рядом с ними, как правило, меньше.

При этом шум может быть серьезной проблемой для тех, кто живет в непосредственной близости.

Ветряные турбины размещаются на расстоянии не менее 300 метров от ближайшего дома, если они установлены в жилых районах.

Фоновый шум, создаваемый одиночным (правильно функционирующим) ветряным двигателем, составляет около 43 децибел . Это довольно тихо — примерно так же громко, как холодильник , работающий на кухне .

Это похоже на белый шум, который мы слышим каждый день. Мы перестаем его слышать до тех пор, пока не отключается электричество, и вдруг становится так тихо.

Гул ветряных турбин — это звук генератора внутри головки турбины. Он использует трение для преобразования энергии ветра в электричество.

В районах, где также есть движение и шум ветра, люди обычно не замечают звук ветряных турбин, потому что в этом районе есть другие шумовые загрязнители окружающей среды .

Вот отличный видеоклип, в котором шум ветряной электростанции сравнивается с ежедневными шумами, которые вы слышите на природе и в жилых районах.

4. Негативное биологическое и экологическое воздействие

Перелетные птицы могут быть сбиты с курса огромными ветряными электростанциями. Они также могут попытаться пролететь и понести большие потери.

Строительство новых электростанций оказывает негативное воздействие на дикую природу и окружающую среду.

Места обитания разрушаются по мере строительства и обслуживания ветряных электростанций.

Когда ветряные электростанции строятся на сельскохозяйственных угодьях, f производство воды на акр снижается , хотя большинство фермеров продолжают использовать землю вокруг башен.

Птицы и летучие мыши часто налетают на вращающиеся лопасти ветряных турбин , практически не оставляя им шансов на выживание.

Хотя это может быть нечастым явлением, это проблема, которая сопровождает крупные ветряные электростанции.

Ветряные электростанции также нарушают схемы миграции и гнездования птиц .

Эти воздействия, вероятно, не перевешивают важность наличия энергии ветра в нашем национальном энергетическом портфеле, потому что воздействия гораздо меньше, чем , чем добыча и сжигание ископаемого топлива.

Однако важно понимать влияние наших растущих потребностей в энергии.

Эти типы негативов присутствуют для всех видов производства энергии . Поскольку многие смотрят в будущее таких технологий, как электромобили, мы должны помнить, что за обеспечение этого электричества все еще нужно платить.

Электростанции, поставляющие зарядные устройства для электромобилей, сжигают ископаемое топливо, солнечные панели требуют добычи угля и кремнезема, а турбины разрушают естественные экосистемы.

Земля дорого обходится, чтобы удовлетворить наши потребности в энергии.

5. Деструктивный внешний вид

Ветряные турбины и солнечные батареи большинству не нравятся с эстетической точки зрения. Их обычно размещают в районах с малонаселенной жилой застройкой. Большинство домовладельцев предпочитают низкий профиль солнечных батарей для личного использования.

Последний недостаток, о котором мы упомянем, небольшой, но он, безусловно, может повлиять на решение покупателя выбрать энергию ветра в качестве источника энергии.

Многие люди по-разному относятся к внешнему виду ветряных турбин.

Несмотря на то, что большинству нравится их гладкий современный внешний вид, всегда найдутся те, кому это не нравится.

Они, конечно, заметны, хорошо это или плохо. Многие красивые пейзажи были навсегда изменены тысячами башен и вращающимися лопастями.

Поскольку энергию ветра часто рассматривают в качестве источника энергии для жилых помещений, решение об этом должны принимать домовладельцы.

Solar обычно побеждает в споре об эстетике, когда речь идет о домашнем производстве электроэнергии, потому что низкопрофильные панели могут гармонировать с эстетикой дома .

Часто задаваемые вопросы

В: Каковы 2 недостатка энергии ветра?

A: Двумя основными недостатками энергии ветра являются стоимость установки и воздействие на окружающую среду. Эти турбины настолько дороги, что недоступны для большинства развивающихся стран. Они также представляют известную опасность для птиц и летучих мышей.

В: Как можно использовать энергию ветра?

О: Энергия ветра почти всегда используется для двух целей: для производства электроэнергии или для забора воды.

Самым новым и наиболее распространенным применением ветряных турбин является выработка электроэнергии в головке турбины. Это электричество поступает в аккумуляторную батарею или в подключенную электрическую сеть.

Более традиционное использование ветряной мельницы — это работа ручного насоса, который качает воду из природного источника. Это может быть колодец, ручей, озеро или пруд.

Вода обычно перекачивается в накопительный бак для последующего использования. В сельском хозяйстве воду можно было перекачивать прямо в полевой канал для орошения.

Заключительные мысли

Энергетический сектор отчаянно нуждается в переходе на возобновляемые источники энергии , хотя этот переход труден и дорог.

Поскольку мы продолжаем сжигать наши запасы ископаемого и ядерного топлива, мы должны обратиться к альтернативным, возобновляемым и экологически чистым источникам энергии, чтобы удовлетворить наши потребности .

Хотя одним из основных преимуществ ядерной энергии является то, что она чиста, как ветряные турбины, но более надежна, чем энергия ветра, она не может вечно занимать первое место, потому что она невозобновляема.

Ветер, как и солнце, должен быть частью уравнения.

Ветер, как и солнце, является неотъемлемой частью нашего опыта жизни на этой планете. Если мы сможем использовать солнце и ветер, чтобы удовлетворить наши энергетические потребности, мы воспользуемся преимуществом нашей 2 лучшие возобновляемые природные ресурсы .

Что вы думаете об энергии ветра? Как это соотносится с солнечной, гидроэлектроэнергией и традиционной энергией на ископаемом топливе? Мы будем рады услышать ваше мнение в комментариях ниже!

7 Плюсы и минусы энергии ветра (энергии ветра)

Как и солнечная энергия, энергия ветра является самым быстрорастущим источником энергии в мире, и к 2030 году Соединенные Штаты стремятся производить 20 процентов своей электроэнергии за счет энергии ветра. , Нет никаких сомнений в том, что энергия ветра уменьшит нашу зависимость от ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и газ, в ближайшее десятилетие, но до какой степени можно только догадываться.0003

Это возобновляемый и чистый источник энергии , который не производит парниковых газов.

Ветер ничего не стоит, поэтому эксплуатационные расходы близки к нулю после запуска турбины. Исследования в области технологий продолжаются, чтобы решить проблемы, связанные с тем, чтобы сделать энергию ветра более дешевой и жизнеспособной альтернативой для частных лиц и предприятий по производству электроэнергии. С другой стороны, многие правительства предлагают налоговые льготы для обеспечения роста сектора ветроэнергетики.

Горючее в земле будет исчерпано через тысячу или более лет, как и ее полезные ископаемые, но человек найдет им замену в ветрах, волнах, солнечном тепле и т. д.

~ Джон Берроуз

Если вы хотите начать использовать энергию ветра для своего дома, вам нужно учесть множество вещей. В этой статье мы рассмотрим плюсы и минусы инвестирования в энергию ветра для вашего дома и/или бизнеса.

Узнайте больше о 35 фактах об энергии ветра.

Содержание

  • Различные преимущества энергии ветра
    • 1. Энергия ветра — экологически чистый источник энергии
    • 2. Возобновляемый источник
    • 3. Энергия ветра имеет низкие эксплуатационные расходы
    • 4. Экономичность 7.6 9016 9016 9016 Цены снижаются
    • 6. Дополнительная экономия для землевладельцев
    • 7. Использование современных технологий
    • 8. Ветроэнергетика быстро растет
    • 9. Огромный рыночный потенциал
    • 10. Большой потенциал для бытового использования
    • 11. Ветряные электростанции могут быть построены на существующих фермах
    • 12. Сохранение и поддержание чистоты воды
    • 13. Ветроэнергетика создает рабочие места
  • 0 Различные минусы энергии ветра15
  • 1. Надежность ветра
  • 2. Ветряные турбины могут представлять угрозу для дикой природы
  • 3. Ветряные турбины могут создавать шум и визуальное загрязнение
  • 4. Установка стоит дорого
  • 5. Компромисс по стоимости
  • 6. Безопасность людей, подвергающихся риску
  • 7. Энергия ветра может использоваться только в определенных местах
  • 8. Мерцание теней
  • 9. Воздействие на окружающую среду
  • Использование энергии ветра
      9016 может использоваться для питания транспортных средств
    • 2. Превосходный источник энергии
    • 3. Парусный спорт Грузовые суда
    • 4. Энергия ветра может использоваться в спорте
    • 5. Энергия ветра может использоваться для перекачивания воды
  • Разное Плюсы энергии ветра

    1. Энергия ветра — чистый источник энергии

    Производство энергии ветра является «чистым». В отличие от использования угля или нефти, получение энергии из ветра не загрязняет воздух и не требует использования каких-либо разрушительных химикатов. В результате энергия ветра также снижает нашу зависимость от ископаемого топлива из других стран, что стимулирует нашу национальную экономику, а также предлагает множество других преимуществ.

    2. Возобновляемый источник

    Ветер свободен. Если вы живете в геологическом районе, где много ветра, он готов и ждет. Как возобновляемый актив, ветер никогда не может быть истощен, как другие обычные, невозобновляемые активы.

    Затраты на доставку энергии ветра в последнее время существенно снизились, и по мере того, как она становится все более популярной среди населения, она будет оставаться дешевле. Вы со временем возместите расходы на приобретение и внедрение ветряной турбины.

    Ветры вызываются вращением Земли, нагревом атмосферы солнцем и неровностями земной поверхности. Мы можем использовать энергию ветра и использовать ее для производства электроэнергии, пока светит солнце и дует ветер.

    3. Энергия ветра имеет низкие эксплуатационные расходы

    Установка ветряных электростанций или отдельных турбин может быть дорогостоящей. Однако после установки и запуска эксплуатационные расходы становятся относительно низкими; топливо (ветер) бесплатно, а турбины не требуют особого обслуживания в течение всего срока службы.

    4. Экономичность

    Ветряные турбины могут обеспечивать энергией множество домов. На самом деле вам не обязательно иметь ветряную турбину, имея в виду конечную цель — получение прибыли; Вы можете купить электроэнергию у обслуживающей организации, которая предлагает энергию ветра для определенного района. Это означает, что вам даже не обязательно вкладывать деньги, чтобы воспользоваться преимуществами энергии ветра для вашего дома или бизнеса.

    5. Цены снижаются

    Цены снизились более чем на 80% с 1980 года. Ожидается, что благодаря технологическому прогрессу и увеличению спроса в обозримом будущем цены будут продолжать снижаться.

    6. Дополнительные сбережения для землевладельцев

    Землевладельцы, сдающие в аренду площади для ветряных ферм, могут заработать значительную сумму дополнительных денег, а энергия ветра также создает новые рабочие места в этой развивающейся инженерной области.

    Государственные организации также будут платить вам, если они смогут установить ветряные турбины на вашей земле. Также в некоторых случаях электрическая компания может оказаться за счет вас.

    Если вы производите больше энергии, чем вам требуется от энергии ветра, она может пойти на общую электрическую матрицу, что, в свою очередь, принесет вам дополнительные деньги. Победа во всем!

    7. Использование современных технологий

    Некоторые считают ветряные турбины невероятно привлекательными. Новейшие модели не похожи на неуклюжие деревенские ветряные мельницы старых времен. Вместо этого они белые, гладкие и современные. Таким образом, вам не нужно беспокоиться о том, что они станут бельмом на глазу на вашей земле.

    Последние достижения в области технологий превратили предварительные проекты ветряных турбин в чрезвычайно эффективные сборщики энергии. Турбины доступны в широком диапазоне размеров для ферм, заводов и крупных частных домов, расширяя рынок с множеством различных видов бизнеса и отдельными лицами для использования дома на больших участках и других участках земли.

    Также доступны переносные ветряные турбины, которые могут питать небольшие мобильные устройства. Новейшие модели будут генерировать еще больше электроэнергии, требовать меньше обслуживания и работать тише и безопаснее.

    8. Энергия ветра демонстрирует быстрый рост

    Энергия ветра значительно выросла за последнее десятилетие. По данным Министерства энергетики США, совокупная мощность ветроэнергетики увеличивалась в среднем на 30% в год. Энергия ветра составляет около 2,5% всего мирового производства электроэнергии.

    Ветряные турбины доступны в различных размерах, что означает, что широкий круг людей и предприятий могут использовать их для производства энергии для собственного использования или продажи коммунальным предприятиям для получения некоторой прибыли.

    9. Огромный рыночный потенциал

    Потенциал ветроэнергетики огромен. Несколько независимых исследовательских групп пришли к тем же выводам, что мировой потенциал ветровой энергии составляет более 400 ТВт (тераватт). Использовать энергию ветра можно практически везде.

    10. Большой потенциал для использования в жилых помещениях

    Энергия ветра особенно привлекательна для жилищного рынка. Люди могут генерировать собственное электричество с помощью энергии ветра почти так же, как люди делают это с лучшими солнечными панелями (фотоэлектрическими).

    Ветер — это независимый источник энергии, который отлично подходит для электроснабжения домов. В дополнение к этому, домовладельцы, использующие энергию ветра, также получают доступ к так называемому чистому измерению. Чистое измерение в основном обеспечивает кредит на счета за электроэнергию за любую избыточную мощность, выработанную в данном месяце.

    Домовладельцам на самом деле платят за дополнительную выработку энергии, и это даже может защитить их от отключений электроэнергии, а также от колебаний цен на энергию.

    11. Ветряные электростанции могут быть построены на существующих фермах

    Ветряные турбины невероятно компактны и могут быть установлены на существующих фермах или сельскохозяйственных угодьях в сельской местности, где они могут быть источником дохода для фермеров, поскольку владельцы ветряных установок производят платежи фермерам за использование их земли для производства электроэнергии. . Он не занимает много места, и фермеры могут продолжать работать на земле.

    В настоящее время менее 1,5% прилегающей территории США используется ветряными электростанциями. Однако, если все равнины и земли для скота будут доступны во внутренней части страны, есть много возможностей для расширения, если землевладельцы и государственные управляющие землей захотят этого.

    12. Сохраняет и поддерживает чистоту воды

    Турбины не производят выбросов твердых частиц, которые способствуют загрязнению ртутью наших озер и ручьев. Энергия ветра также сохраняет водные ресурсы. Для производства такого же количества электроэнергии ядерной энергетике требуется примерно в 600 раз больше воды, чем ветру, а углю требуется примерно в 500 раз больше воды, чем ветру.

    13. Ветроэнергетика создает рабочие места

    Ветроэнергетика переживает бум с тех пор, как ветряные турбины стали коммерчески жизнеспособными. Благодаря этому отрасль создала рабочие места по всему миру. В настоящее время существуют рабочие места для производства, установки и обслуживания ветряных турбин, и есть даже рабочие места в сфере консалтинга в области ветроэнергетики.

    Согласно отчету Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), в 2017 году в отрасли возобновляемых источников энергии было занято более 10 миллионов человек во всем мире. Из них 1,15 миллиона рабочих мест приходилось на ветроэнергетику. Китай лидирует в создании более 500 000 таких рабочих мест. Германия находится на втором месте с примерно 150 000 рабочих мест, а Соединенные Штаты занимают третье место с примерно 100 000 рабочих мест в ветроэнергетике.

    Различные недостатки ветроэнергетики

    1. Надежность ветра

    Ветер обычно дует ненадежно, а турбины обычно работают примерно на 30% мощности или около того. Если погода вас не поддержит, вы можете остаться без электричества (или, во всяком случае, вам придется зависеть от электрической компании, которая позаботится о вас в это время). Сильный шторм или сильный ветер могут повредить ваш ветряной двигатель, особенно если в него ударит молния.

    2. Ветряные турбины могут представлять угрозу для дикой природы

    Края ветряных турбин могут быть небезопасны для диких животных, особенно птиц и других летающих существ, которые могут находиться в этом районе. На самом деле нет способа предотвратить это, но вы определенно хотите убедиться, что знаете о возможных последствиях, которые могут возникнуть в результате этого.

    3. Ветряные турбины могут привести к шуму и визуальному загрязнению

    Ветряные турбины могут быть полной и полной головной болью при установке и обслуживании на регулярной основе. Ветряные турбины издают звук, который может составлять от 50 до 60 децибел, и если вам нужно поставить их рядом с вашим домом. Некоторые люди считают, что ветряные турбины некрасивы, поэтому ваши соседи также могут жаловаться на них.

    В то время как большинству людей нравится, как выглядят ветряные турбины, мало кому они нравятся, но с отношением NIMBY («не на моем заднем дворе»), но для остальных ветряные турбины остаются непривлекательными, поскольку они опасаются, что они могут запятнать красоту пейзажей. .

    4. Высокая стоимость установки

    Производство и установка ветряных турбин требуют значительных первоначальных инвестиций как в коммерческом, так и в жилом секторе. Ветряные системы могут включать транспортировку крупногабаритного и тяжелого оборудования, в результате чего вблизи турбин возникает большая временно нарушенная зона. Эрозия – еще одна потенциальная экологическая проблема, которая может возникнуть в результате строительных проектов.

    Ветряные турбины и другие материалы, необходимые для производства энергии ветра, могут быть очень дорогими заранее, и в зависимости от того, где вы живете, может быть трудно найти кого-то, кто продаст их вам, и кого-то, кто сможет обслуживать их в течение долгого времени.

    5. Компромисс по затратам

    Конкурентоспособность ветровой энергии является весьма спорным вопросом. Как ветряные электростанции коммунального масштаба, так и небольшие ветряные турбины для жилых помещений обычно в значительной степени зависят от финансовых стимулов. Чтобы дать ветроэнергетике равные шансы в жесткой конкуренции с уже хорошо зарекомендовавшими себя источниками энергии, такими как ископаемое топливо и уголь, решающее значение имеют финансовые стимулы.

    Ветряные турбины в некоторых ситуациях являются отличной альтернативой для домовладельца, который хочет стать производителем энергии, но для того, чтобы стать чистым производителем электроэнергии, потребуются ветряные турбины мощностью около 10 киловатт и от 40 000 до 70 000 долларов США. Такие инвестиции обычно окупаются через 10-20 лет, что является довольно долгим сроком.

    6. Безопасность людей, подвергающихся риску

    Сильный шторм и сильный ветер могут повредить лопасти ветряных турбин. Неисправный нож может представлять опасность для людей, работающих поблизости. Он может падать на них, вызывая пожизненную инвалидность или даже смерть в некоторых случаях.

    7. Энергию ветра можно использовать только в определенных местах

    Энергию ветра можно использовать только в определенных местах, где скорость ветра высока. Поскольку они в основном устанавливаются в отдаленных районах, необходимо построить линии электропередач для подачи электроэнергии в жилые дома в городе, что требует дополнительных инвестиций для создания инфраструктуры.

    8. Мерцание тени

    Мерцание тени возникает, когда лопасти ротора отбрасывают тень при вращении. Исследования показали, что наихудшие условия за счет изменения освещения повлияют на жителей соседних домов в общей сложности на 100 минут в год и только на 20 минут в год при нормальных обстоятельствах. Проектировщики ветряных электростанций избегают размещения турбин в местах, где мерцание теней может быть проблемой в течение значительного периода времени.

    9. Воздействие на окружающую среду

    Требуется тонна открытой площадки для установки ветряных турбин, а вырубка деревьев отчасти устраняет всю зеленую вещь, которую вы пытаетесь сделать с ними. Места, которые могут быть хороши для этого, могут быть трудными для доступа и использования. Соответствие городским кодексам и предписаниям может быть утомительным, когда вы пытаетесь установить ветряную турбину. Иногда ограничения по высоте могут помешать вам установить его на своей территории.

    Использование энергии ветра

    Ветер — уникальный ресурс, потому что мы взаимодействуем с ним каждую минуту. Его использовали с древних времен, и это самый экологически чистый источник энергии. Он имеет широкий спектр использования. С некоторыми вы можете быть знакомы, но другие могут застать вас врасплох. Достаточно сказано, давайте рассмотрим самые инновационные способы использования энергии ветра :

    1. Энергию ветра можно использовать для приведения в движение транспортных средств

    В ходе вашего исследования вы, должно быть, сталкивались с транспортными средствами, работающими на ветряных двигателях. Если нет, то знайте, что есть транспортные средства, приводимые в движение в основном ветром. Типичным примером является широко задокументированный автомобиль с ветряным двигателем, который проехал 3100 миль по Австралии.

    Хотя он не полностью питался от ветра, это прекрасный пример того, как транспортные средства могут двигаться с помощью альтернативных источников энергии. Именно в машине использовалась комбинация аккумуляторов, ветра и воздушного змея. На протяжении всего пути автомобиль потреблял примерно от 10 до 15 долларов энергии, что подчеркивает экономичность энергии ветра.

    2. Превосходный источник энергии

    Электричество является основным источником энергии во всем мире. Из-за обилия электричества почти каждое производимое устройство питается от электричества. Традиционным способом производства электроэнергии является использование ископаемых видов топлива, таких как нефть, природный газ и уголь. Эти ископаемые виды топлива выделяют парниковые газы и другие вредные вещества, загрязняющие окружающую среду.

    Энергия ветра дает передышку от опасных газов, выбрасываемых в атмосферу. Энергия ветра улавливается с помощью стратегически расположенных ветряных турбин. Это может быть осуществлено в массовом масштабе, например, с помощью ветряков, установленных на ветропарках. Это может быть небольшой масштаб, например, ветряные турбины, установленные частными лицами для производства энергии для домашнего использования.

    3. Парусный спорт Грузовые суда

    Типичным примером использования энергии ветра являются грузовые суда, разработанные американской корпорацией Cargill, Inc., стремящейся способствовать развитию мира за счет внедрения передовых технологий. Компания Cargill увеличила масштабы и полностью восприняла идею установки огромного воздушного змея на одном из своих грузовых кораблей для использования энергии ветра.

    Проект направлен на снижение расхода топлива и выбросов углекислого газа. Мы все знаем, что энергия ветра использовалась на протяжении веков для приведения в движение парусных и небольших судов, но новаторы подняли ее на ступеньку выше, чтобы помочь управлять грузовыми судами.

    4. Энергия ветра может использоваться в спорте

    На протяжении бесчисленных лет энергия ветра использовалась для питания некоторых захватывающих видов спорта, таких как виндсерфинг, парусный спорт, запуск воздушных змеев, дельтапланеризм, кайтсерфинг, катание на ветряных лыжах, парасейлинг и др. намного больше.

    5. Энергию ветра можно использовать для перекачки воды

    Использование энергии ветра для перекачки воды из-под земли не является новой технологией. Его использовали с древних времен. Это дешевая альтернатива для некоторых стран и сообществ. По сути, нет никаких экстраординарных затрат по сравнению с использованием огромных насосных станций, работающих на источниках энергии из ископаемого топлива.

    Поскольку многие люди переходят на экологически чистый образ жизни и вынуждены жить в районах со свежим воздухом, лишенным парниковых газов, энергия ветра будет доминировать в энергетическом секторе в ближайшие годы. Это чисто, возобновляемо и дешево, как только будут внедрены технологии использования ветра.

    Каталожные номера:

    Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии, Основы ветроэнергетики

    Продувка паром – Эффективно для удаления мусора перед запуском установки

    Методы продувки паром

    Метод циклической продувки под высоким давлением

    При методе циклической продувки котел запускается для постепенного повышения давления в системе до тех пор, пока не будет достигнуто заданное давление. После этого открывается быстродействующий клапан, и содержащийся в нем пар выбрасывается прямо в атмосферу через временный трубопровод и глушитель; трансзвуковая скорость применяется с высоким массовым расходом. Чтобы использовать метод циклического удара, необходимо правильно спроектировать временный трубопровод, включая расчеты анализа напряжения.

    Метод непрерывной продувки низким давлением

    Для предварительного ввода в эксплуатацию метод непрерывной продувки паром низкого давления стал стандартной практикой для очистки большинства контуров паровых систем. Этот метод требует, чтобы парогенераторы работали непрерывно для создания скоростей пара, превышающих скорости, генерируемые при нормальной работе установки.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.