Motor de gas

Este artículo trata de motores que utilizan combustible gaseoso. Para motores de gasolina, vea Motor de gasolina. Para otras aplicaciones, vea Motor de combustión interna.

Modelo de un tipo S motor de Gas Hartop.

A motor de gas es un motor de combustión interna que se ejecuta en un gas combustible, tales como gas de carbón, productor de gas, biogás, gas de relleno sanitario o gas natural. En UK, el término es ambiguo. En US, debido al uso generalizado de "gas" como abreviatura para gasolina, un motor de tal podría llamarse también un motor de combustible gaseoso o motor a gas natural.

Generalmente el término motor de gas se refiere a un motor de gran potencia industrial capaz de funcionamiento continuo a plena carga durante períodos acercándose a una alta fracción de 8.760 horas anuales. A diferencia de un motor de gasolina del automóvil, que es peso ligero, alta calentando y típicamente dura no más de 4.000 horas en toda su vida. Rangos de potencia típico de 10 kW (13 CV) a 4.000 kW (5.364 hp).

Historia

Motor de gas de Lenoir 1860.

Otto-Langen motor de gas de 1867.

3bhp gas había despedido Crossley motor atmosférico en acción en Anson motor Museum.

Lenoir

Hubo muchos experimentos con motores de gas en el siglo XIX, pero el primer práctico gas alimentado motor de combustión interna fue construido por el ingeniero belga Étienne Lenoir en 1860. Sin embargo, el motor Lenoir sufrió una baja potencia y alto consumo.

Otto y Langen

Su trabajo fue más investigado y mejorado por un ingeniero alemán Nikolaus agosto Otto, que más tarde fue inventar el primer motor de 4 tiempos para quemar eficientemente el combustible directamente en la cámara del pistón. En agosto de 1864 conoció a Otto Eugen Langen que, siendo técnicamente capacitado, deja entrever el potencial de desarrollo de Otto y un mes después de la reunión, fundó la primera fábrica de motores en el mundo, NA Otto & Cie, en Colonia. En 1867 Otto patentó su diseño mejorado y obtuvo el premio en la exposición de mundo de París de 1867. Este motor atmosférico trabajada dibujando una mezcla de gas y aire en un cilindro vertical. Cuando el pistón ha aumentado cerca de ocho pulgadas, se enciende la mezcla de aire y gas por una pequeña llama piloto quemando afuera, que fuerza el pistón (que está conectado a una cremallera) hacia arriba, creando un vacío parcial debajo de ella. No es trabajar en la carrera ascendente. El trabajo se realiza cuando el pistón y el juego de varillas dentada descienden bajo los efectos de la presión atmosférica y su propio peso, girando el eje principal y los volantes como caen. Su ventaja sobre el actual motor de vapor fue su capacidad para ser iniciado y se detuvo en la demanda, lo que es ideal para trabajos intermitentes como barcazas de carga o descarga.

Motor de cuatro tiempos

El motor de gas atmosférico a su vez fue reemplazado por Otto motor de cuatro tiempos. El cambio a motores de cuatro tiempos era notablemente rápido con los motores atmosféricos últimos en 1877. Líquido combustible motores pronto siguieron usando diesel (alrededor 1898) o gasolina (gasolina) (alrededor de 1900).

Crossley

El más conocido constructor de motores de gas en el UK fue Crossley de Manchester, quien en 1869 adquirió el Reino Unido y el mundo (excepto alemán) los derechos de las patentes de Otto y Roxelló para el nuevo motor atmosférico alimentados de gas. En 1876 adquirió los derechos para el motor de ciclo de cuatro tiempos Otto más eficiente.

Tangye

Hubo varias otras empresas con sede en la Manchester así como el área. Tangye Ltd., de Smethwick, cerca de Birmingham, vendió su primer motor de gas, 1 potencia nominal tipo de dos tiempos, en 1881 y en 1890 la firma comenzó la fabricación del motor de gasolina de cuatro tiempos.

Preservación

El Anson motor Museum en Poynton, cerca de Stockport, Inglaterra, tiene una colección de motores que incluye varios motores de gas de trabajo, incluyendo el funcionamiento más grande Crossley motor atmosférico ha hecho.

Fabricantes actuales

Los fabricantes de motores de gas incluyen Hyundai Heavy Industries, Rolls-Royce con el Bergen-motores AS, Kawasaki Heavy Industries, MTU Friedrichshafen, GE Jenbacher, Caterpillar Inc., Motores Perkins, MWM, Cummins, Wärtsilä, GE Energy Waukesha, Guascor Power, Deutz, MTU, MAN, Fairbanks Morse, Doosan, y Yanmar. La salida se extiende de unos 10 kW (13 hp) micro CHP [calor y energía combinados] a 18 MW (24.000 hp). En términos generales, el motor de gasolina de alta velocidad modernos es muy competitivo con turbinas de gas hasta cerca de 50 MW (67.000 hp) dependiendo de las circunstancias y lo mejor son combustible mucho más eficiente que las turbinas de gas. Rolls-Royce con los motores de Bergen, Caterpillar y muchos otros fabricantes basan sus productos en un bloque del motor diesel y el cigüeñal. GE Jenbacher son la única empresa cuyos motores son diseñado y dedicado a gas solo.

Aplicaciones típicas

Estacionario

Las aplicaciones típicas son carga básica o programas de generación de alta horas, incluyendo calor y energía combinados (para ver cifras de rendimiento típico, vertedero gas, minas gas, Bueno-cabeza de gas y biogás (donde el calor residual del motor puede ser utilizado para calentar los digestores). Biogás típico ver los parámetros de instalación del motor. Para los parámetros de un motor de gas grande sistema de OOO, como montado en una fábrica, consulte. Motores de gas son raramente utilizados para aplicaciones en espera, que siguen siendo en gran parte de la provincia de motores diesel. Una excepción a esto es la pequeña (< 150 kW) generador de emergencia instalado a menudo por las granjas, museos, pequeñas empresas y residencias. Conectado a cualquier gas natural de la utilidad pública o del propano de tanques de almacenamiento en el sitio, estos generadores pueden disponerse para el arranque automático en caso de falla de energía.

Transporte

Los motores de gas natural (LNG) son cada vez más en el mercado de marino, como el motor de gasolina de lean-burn puede cumplir los nuevos requisitos de emisión sin ningún tratamiento de combustible extra o escape, sistemas de limpieza. Uso de motores en gas natural comprimido (GNC) también está aumentando en el autobús sector. Los usuarios en el Reino Unido incluyen Autobuses de lectura. Uso de buses a gas es apoyado por la Alianza de autobuses de Gas y los fabricantes incluyen Scania AB.

Uso de gases metano o gas propano

Desde gas natural (metano) ha sido un combustible limpio, económico y fácilmente disponible, muchos motores industriales están diseñados o modificados para uso de gas, como diferenciar de gasolina. Aunque la huella de emisiones de carbono no difiere significativamente, su funcionamiento produce menos contaminación de hidrocarburos complejo, y los motores tienen menos problemas internos. Un ejemplo es el gas licuado de petróleo (propano) motor usado en grandes cantidades de carretillas elevadoras. Uso común de Estados Unidos de "gas" que significa "la gasolina" requiere la identificación explícita de un motor a gas natural. (También hay tal cosa como "la gasolina natural", "pero este término se observa muy raramente fuera de la industria de refinación).

Detalles técnicos

Un motor de gas difiere de un motor de gasolina en el camino se mezclan el combustible y el aire. Utiliza un motor de gasolina de un carburador o inyección de combustible Pero un gas motor a menudo utiliza un Venturi sistema para introducir el gas en el flujo de aire. Motores de gas temprano utilizan un sistema de tres válvulas, con válvulas de entrada independiente para aire y gas.

El punto débil de un motor de gas en comparación con un motor diesel es las válvulas de escape, ya que los gases de escape del motor de gas son mucho más calientes para una salida determinada, y esto limita la potencia de salida. Por lo tanto un motor diesel de un determinado fabricante generalmente tendrá una potencia máxima mayor que el mismo tamaño de bloque del motor en la versión del motor de gas. El motor diesel generalmente tendrá tres diferentes calificaciones - Standby, Prime y continua, (Reino Unido, calificación de 1 hora, calificación de 12 horas y calificación continua) mientras que el motor de gasolina generalmente sólo tendrá una calificación continua, que será menor que el nominal continua de Diesel

Balance energético

Eficiencia térmica

Gas de los motores que funcionan con gas natural típicamente tienen una eficiencia térmica entre 35-45%., Los mejores motores pueden alcanzar una eficiencia térmica de poco más de 48%. Estos motores de gas son motores de velocidad media generalmente Motores de Bergen Nivel de energía combustible se presenta en el eje de salida, el resto aparece como calor residual. Los motores grandes son más eficientes que los motores pequeños. Motores de gas en biogás típicamente tienen una eficacia ligeramente inferior (~ 1-2%) y gas de síntesis reduce la eficacia más lejos todavía. Motor de J624 reciente de GE Jenbacher es el primer motor del mundo 24 cilindros gas con alta eficiencia en metano.

Al considerar la eficiencia del motor se debe considerar si se trata en el valor calórico más bajo o más alto valor calorífico del gas. Fabricantes de motores típicamente a citar las eficiencias en el menor valor calorífico del gas, es decir, la eficacia después de energía ha sido llevado a evaporar la humedad intrínseca en el gas. Normalmente cargará las redes de distribución de gas basado en el más alto valor calorífico del gas (es decir, contenido total de energía).

Energía y calor combinado

Artículo principal: Cogeneración

Calor de rechazo del motor puede utilizarse para la construcción de calefacción o de un proceso de calentamiento. En un motor, aproximadamente la mitad del calor residual surge (de la chaqueta de motor, radiador de aceite y circuitos posenfriador) como agua caliente que puede ser hasta 110 ° c. El resto se presenta como calor de alta temperatura que puede generar presión agua caliente o vapor mediante el uso de un gas de escape Intercambiador de calor.

Enfriamiento del motor

Dos tipos de motor más comunes son un motor refrigerado por aire o refrigerado por agua motor. Refrigerado por agua hoy en día utilizan anticongelante En motor de combustión interna

Algunos motores (aire o agua) tienen un agregado enfriador de aceite.

Enfriamiento es necesaria para eliminar el calor excesivo, sobre la calefacción se puede causar fallo de motor, generalmente de desgaste, grietas o deformaciones.

Cálculo de consumo de gas

La fórmula muestra los requisitos de flujo de gas de un motor de gas en condiciones norm a plena carga.

$Q = \frac{P}{\eta} \cdot \frac{1}{LHV_{gas}}$

donde:

• $Q$ es el flujo de gas en condiciones norm
• ${P}$ es la potencia del motor
• ${\eta}$ es el rendimiento mecánico
• LHV es el valor bajo de calefacción de gas

Galería de motores de Gas histórico

• Motores de Gas histórico
• 

  Motor de gas ordinario de la compañía nacional de 1905 de 36 hp

• 

  1903 Körting motor de gas

• 

  Motor de gas en posición vertical Backus

• 

  Motor de gas horizontal Otto

• 

  Motor de gas vertical Otto

• 

  Motor de gas Westinghouse

• 

  Dinamo y motor de gas Crossley

• 

  Motor de gas doble primera planta generadora eléctrica

• 

  125 hp gas motor y Dinamo

• 

  Crossley Brothers Ltd., 1886 Nº 1 motor, 4,5 hp solo cilindro, motor de gasolina de 4 tiempos, 160 rpm.

• 

  1915 Crossley Gas motor (tipo GE130 No75590), 150 caballos de fuerza.

• 

  Motor de Gas nacional

• 

  Premier tándem compactación motor de gas de alta potencia

• 

  Motor de gas de alto horno con soplar del cilindro

• 

  Motor de gas de Stockport y dínamo accionado por correa

Véase también

• Autogas
• OOO Directiva
• Cogeneración
• Turbina de gas
• Historia del motor de combustión interna
• Lista de vehículos a gas natural
• Tablas de utilización del biogás europeo
• Anson motor Museum

Enlaces externos

• Motor de Gas Crossley
• Motores estacionarios antiguos
• Viejos motores
• Artículos de motor de gas
• Revista motor de gas -Una revista histórica de combustión interna

Otras Páginas

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