6000 kW:n nelitahtiapusarjaa pyörittävällä konepäällikköllä on kaksi numeroa edessään. Kaasun hinta on noin kaksi kolmasosaa erittäin vähärikkistä polttoöljyä hänen reitillänsä, ja hänen juuri poistetussa sylinterinkannessa on 12 000 käyttötuntia kuluneilla pakoventtiilien istukkailla. Nämä kaksi numeroa selittävät melkein kaiken kaksipolttoainemoottorista.
Lyhyt vastaus on yksinkertainen. Kaksipolttoainemoottori on dieselmoottori, joka voi käyttää pääpolttoaineena kaasua ja käyttää sytytyslähteenä pientä määrää nestemäistä polttoainetta, ja joka voi vaihtaa takaisin nestemäiseen polttoaineeseen aina, kun käyttäjä sitä tarvitsee. Sylinterikannella on niin suuri merkitys, koska kaasutila muuttaa painetta, lämmön vapautumista ja venttiilin kuormitusta polttokammion sisällä, ja päähän ne kaikki kolme saapuvat. Seuraava kattaa kaksi polttoreittiä, pilottipolttoaineen todelliset kustannukset, tavan, jolla vaihtonopeus laskee kuorman mukana, ja osien yksityiskohdat, jotka ratkaisevat, selviääkö vaihtopää kaasutilassa.
Mitä kaksipolttoainemoottori tekee eri tavalla
Kaksipolttoainemoottori aloittaa elämänsä dieselmoottorina. Lohko, kampiakseli, kiertokanget ja teho pysyvät samassa luokassa, ja moottori säilyttää puristussytytysperiaatteen, joka teki dieselistä alun perin luotettavan. Muutoksia ovat kaasun syöttöjärjestelmä, polttokammion suunnittelu, ohjausohjelmisto ja useimmissa nelitahtisissa muunnoksissa itse sylinterinkansi.
Kaasutilassa moottori polttaa pääenergialähteenä maakaasua ja joissakin laitoksissa nestekaasua tai metanolia. Pieni määrä dieseliä tai laivojen kaasuöljyä ruiskutetaan pilottipolttoaineeksi ja se antaa sytytysenergian. Koska pilottiliekki sytyttää kaasu- ja ilmapanoksen peruutuksen sijaan, moottorin hyötysuhde on sama kuin dieselkäytössä, mutta se ei tuota lähes lainkaan rikin oksideja. Kun kaasunsyöttö keskeytyy tai kun alus ohjailee ja käyttäjä haluaa reagoida välittömästi, moottori palaa dieseltilaan muutaman polttojakson kuluessa.
Kuljettajat valitsevat kaksoispolttoaineen kolmesta käytännön syystä. Ensimmäinen on vaatimustenmukaisuus: kaasutila leikkaa typen oksideja noin 85 prosenttia, mikä täyttää IMO:n Tier III -rajat ilman selektiivistä katalyyttistä pelkistysyksikköä. Toinen on hinta: monilla reiteillä nesteytetyn maakaasun ja erittäin vähärikkisen polttoöljyn välinen hintaero kattaa moottorin ja kaasusäiliön korkeammat pääomakustannukset muutamassa vuodessa. Kolmas on valinnaisuus: sama moottori voi polttaa mitä tahansa polttoainetta, joka on markkinoiden ja määräysten mukaan halvin kyseisessä kuussa.
Suurissa kaksitahtisissa päämoottoreissa yksi laajalti käytetty lähestymistapa ruiskuttaa kaasua puristustahdin myöhäisessä vaiheessa korkealla paineella, mikä pitää dieselin alkuperäisen polttosyklin ennallaan ja välttää palamattoman metaanin menettämisen pakokaasuihin.
DONGFANG sylinterikansi | Vaihtovaraosat, jotka ovat yhteensopivat MAN-meridieselmoottorien kanssa Yhteensopivat mallit: L16/24, L23/30, L23/30H, L28/32A, S26MC, L31, L35MC, S35MC, L50MC-C I. Tuotteen yleiskuvaus DONGFANG sylinterikannet ovat kolmannen osapuolen kanssa yhteensopivia... Näytä tuote → Kompromissi on huoltopuolella. Kaksipolttoainemoottorit vaativat enemmän yläpäältä: tarkempaa ruiskutus- ja venttiiliajoitusta, tiukemmat tiivistyspintojen toleranssit ja sylinterinkansi, jonka on selviydyttävä kahdesta erilaisesta lämmönluovutuskuviosta yhden sijaan.
Kaksi polttoreittiä, kaksi kuormaa
Useimmat kaksoispolttoainekeskustelut liittyvät siihen, mitä sykliä moottori käyttää kaasutilassa, koska tämä valinta asettaa kaasun paineen, pilottipolttoaineen määrän, metaanin luistotason ja sylinterinkanteen saavuttavat kuormat.
| Parametri | Matalapaineinen kaasutila | Korkeapaineinen kaasutila |
|---|---|---|
| Polttosykli | Otto, esisekoitettu lataus | Diesel, diffuusioliekki |
| Kaasun syöttöpaine | Noin 5-6 baaria | Noin 300-350 bar |
| Kaasunottopiste | Imuisku, ilman kanssa sekoitettuna | Myöhäinen puristus, suoraan sylinteriin |
| Pilotin polttoaineen osuus täydellä kuormalla | Noin 1 prosentti | Noin 3-5 prosenttia |
| Metaaniliiska | Mitattavissa, korkeampi pienellä kuormituksella | Mitätön |
| Puristussuhde | Alempi nakutusraja on voimassa | Normaali dieselin taso |
| Tyypillinen tehtävä | Nelitahtiset apu- ja keskinopeudet päämoottorit | Suuret kaksitahtiset päämoottorit |
| Tarkista ominaisuuksia | Kaasun sisääntuloaukot, karkaistut istuimet, jäähdytyskanavat | Kaasusuuttimen reikä, holkin sovitus, palokannen kovuus |
Kumpikaan reitti ei ole absoluuttisesti parempi. Matalapainereitti hallitsee nelitahtisia apu- ja keskinopeita moottoreita, joissa kaasujärjestelmä on yksinkertaisempi ja koneistotilassa sille on tilaa. Korkeapainereittiä käytetään suurissa kaksitahtisissa päämoottoreissa, joissa metaanin liukuminen ei ole hyväksyttävää ja kaasukompressori on jo osa laitteistoa.
DONGFANG sylinterikansi | Varaosat, jotka ovat yhteensopivia Wartsila Marine Diesel En Yhteensopivat mallit: R20, L20, R22, R25, R32 I. Tuotteen yleiskatsaus DONGFANG sylinterikannet ovat korkealaatuisia jälkimarkkinoiden varaosia, jotka on kehitetty itsenäisesti ja valmistettu... Näytä tuote → Miksi sylinterinkansi kantaa enemmän kuormaa kaasutilassa
Kaasutila nostaa sylinterin huippupainetta ja muuttaa lämmönluovutuskäyrän muotoa, joten palokansi, venttiilin istukat ja venttiilikotelot näkevät kovemman kierron kuin suorassa dieselkäytössä. Portin ruiskutusmuunnoksissa päässä on myös kaasun sisääntuloventtiilejä, mikä tarkoittaa lisäreikiä, lisätiivistepintoja ja toista reittiä vuotolle. Jokainen, joka haluaa taustan itse osalle, voi lukea miten sylinterinkansi rakennetaan ja mitä kukin pinta tekee .
- Venttiilin istukan kovuus ja istukan kulma, koska kaasutila käy kuumana pakoventtiilit osakuormituksella.
- Venttiilin häkki ja ohjain sopivat, koska kuluneet ohjaimet antavat venttiilin kohdakkain ja tuhoavat istukan.
- Jäähdytyskäytävän puhtaus, koska osittain tukkeutunut käytävä muuttuu halkeilevaksi palokansiksi.
- Kaasun syöttöventtiilin reiät muunnetuissa moottoreissa, joiden on vastattava muunnossarjan eritelmiä.
Käytännön seuraus on, että vaihtopäätä kaksipolttoainemoottoriin ei voida ostaa pelkän reiän koon perusteella. Moottoriversio, kaasutilan luokitus ja muunnossarja muuttavat piirustuksen, jonka pään on vastattava.
Pilotin polttoaineen osuus: kuinka paljon dieseliä vielä tarvitaan
Pilottipolttoaine on se osa polttoainelaskua, jonka kuljettajat unohtavat, eikä se ole kiinteä numero. Alla oleva kaavio näyttää tyypilliset pilottiosuudet viidelle kokoonpanolle.
Kaaviossa näkyy, kuinka suuri osa kokonaisenergiasta on vielä muodostuva nestemäisestä polttoaineesta viidessä yleisessä kokoonpanossa. Matalapaineinen nelitahtimoottori täydellä kuormituksella tarvitsee vain noin yhden prosentin pilottipolttoainetta, minkä vuoksi käyttäjät pitävät kaasutilaa lähes täysin kaasukäyttöisenä. Työnnä sama moottori neljäsosakuormitukseen ja pilottiosuus nousee noin kahdeksaan prosenttiin, koska seoksesta tulee liian laihaa syttyäkseen luotettavasti ilman lisää dieselenergiaa. Korkeapaineiset kaksitahtimoottorit käyvät noin kolmella prosentilla täydellä kuormituksella, ja dieselin ja kaasun jälkiasennukset ovat lähes viisi prosenttia, koska niiden kaasun sisääntulo- ja ohjausjärjestelmät ovat vähemmän tarkkoja kuin tarkoitukseen rakennetun moottorin. Pienellä kuormituksella jälkiasennusluku voi nousta viiteentoista prosenttiin, mikä riittää muuttamaan polttoainekustannuslaskelmaa pitkiä aikoja satamassa ohjailevalle alukselle.
Vaihtonopeus laskee ennen kuin moottori loppuu kuormituksesta
Korvausaste on nestemäisen polttoaineen osuus, jonka kaasu todella korvaa, eikä se ole vakio koko kuormitusalueella.
Punainen käyrä osoittaa tarkoitukseen rakennetun matalapaineisen kaksoispolttoainemoottorin, joka pitää noin 40 prosentin vaihdon neljänneskuormalla ja saavuttaa noin 95 prosenttia täydellä kuormalla. Sininen käyrä näyttää kaasukäyttöön muunnetun dieselmoottorin, joka käynnistyy lähes 25 prosentilla neljänneskuormituksella ja nousee noin 90 prosenttiin täydellä kuormituksella. Kahden käyrän välinen ero on suurin osakuormalla, jossa lautat, satama-alukset ja offshore-apualukset viettävät suurimman osan ajoajastaan. Laivasto, joka laskee säästöt tyyppikilven lukujen perusteella täydellä kuormalla, yliarvioi ne aina, kun käyttöjaksoa hallitsee osakuorma. Siksi kuormitusprofiilin, ei moottorin nimellisarvon, pitäisi ohjata valintaa tehtaan kaksipolttoainemoottorin ja muunnoksen välillä.
Mitä kaasutila tekee päästöille
Kaasutila vähentää kaikkia säänneltyjä epäpuhtauksia verrattuna nestemäisen polttoaineen käyttöön, mutta ei samalla marginaalilla.
Rikin oksidit laskevat noin 99 prosenttia, koska maakaasu ei sisällä lähes lainkaan rikkiä, mikä yksinään täyttää 0,50 prosentin globaalin enimmäismäärän ja 0,10 prosentin rajat päästöjen valvonta-alueilla. Hiukkasten määrä vähenee noin 95 prosenttia ja typen oksidit noin 85 prosenttia, mikä riittää saavuttamaan tason III ilman jälkikäsittelylaitetta. Hiilidioksidi laskee vain noin 22 prosenttia, koska säästö tulee polttoaineen vety-hiilisuhteesta ennemmin kuin polttotekniikasta. Kaavio osoittaa myös, miksi kaasutilaa kuvataan usein vaatimustenmukaisuustyökaluksi ilmastoratkaisun sijaan: typen oksidin ja rikin lisäykset ovat suuria ja välittömiä, kun taas hiilen lisäys on kohtalaista. Hiili-intensiteettiä koskevien sääntöjen kiristyessä kaksoispolttoainekäyttö auttaa kalustoa pysymään vaatimustenmukaisena, mutta se ei yksinään johda syvään hiilidioksidin poistoon.
Tarkoituksenmukainen kaksipolttoainemoottori tai muunnos
Molemmat vaihtoehdot toimivat kaasulla, mutta ne eivät toimi samalla tavalla, ja alla olevassa tutkavertailussa ne pisteytetään kuuden operaattorin useimmin painavan kriteerin mukaan.
Nämä kaksi muotoa pisteytetään nollasta sataan kuudella kriteerillä, ja suurempi muoto on parempi. Tarkoituksenmukaisesti rakennettu moottori lisää polttoaineen joustavuutta, typen oksidikorkeutta ja hiilidioksidietua, koska sen palotila, venttiilien ajoitus ja ohjauskartat on suunniteltu kaasulle alusta alkaen. Muunnos on parempi jälkiasennusystävällisyyden suhteen, koska se pitää olemassa olevan moottorin käytössä sen sijaan, että se vaihtaisi sitä, ja se pysyy kilpailukykyisenä polttoainekustannussäästöjen suhteen. Molempien heikoin alue on yläpään komponenttien käyttöikä, koska kaasutila nostaa huippupainetta ja muuttaa lämmön vapautumista, joten venttiilin istukat, venttiilikotelot ja sylinterinkannen palokansi toimivat kovemmin kuin suorassa dieselkäytössä. Muunnos kaventaa tätä marginaalia entisestään, minkä vuoksi muunnettujen moottoreiden vaihtopäät tulee aina tarkistaa kaasutilan spesifikaatioiden mukaan alkuperäisen dieselpiirustuksen sijaan.
Sylinterinkansien hankinta kahden polttoaineen kalustolle
Kahden polttoaineen moottoreiden hankinta on enimmäkseen yhteensopivuusongelma. Sama moottoriperhe voi olla diesel-, matalapainekaasu- ja korkeapainekaasuversioissa, ja sylinterinkansi eroaa niiden välillä pienillä mutta kriittisillä tavoilla: suuttimen holkin halkaisija, venttiilin istukan materiaali, kaasun sisääntuloaukot ja jäähdytyskanavan järjestely. Moottorin dieselversioon sopiva pää voi fyysisesti kiinnittyä kaasuversioon ja epäonnistua silti aikaisin, koska materiaalia ja istuimen kovuutta ei koskaan määritelty korkeammalle huippupaineelle.
Tarkistuslista ennen tilaamista on lyhyt. Vahvista moottorin malli ja rakennusversio, ei vain poraus. Tarkista, toimiiko moottori matalapaine- vai korkeapainekaasutilassa. Tarkista, tarvitseeko pää kaasunsyöttöventtiilin reikiä. Tarkista venttiilin istukan kulma- ja kovuusvaatimus. Vahvista sitten läpimenoaika ja varastotilanne, koska päässä odottava alus on alus, joka ei ansaitse.
Zhoushan Putuo Dongfang Machinery toimittaa sylinterikannen varaosia laivojen dieselmoottoreille, jotka kattavat nelitahtisia apu- ja keskinopeita moottoriperheitä, joita esiintyy kaasun muunnosprojekteissa sekä perinteisessä dieselhuollossa, mukaan lukien 
DONGFANG sylinterikansi | Vaihtovaraosat, jotka ovat yhteensopivat Daihatsu Marine Diesel En Yhteensopivat mallit: DL-20, DL-22, DL-26, DL-28, DL-32, 5DK-20, 6DK-20, DK-28, DS-26, PS-26H (D), DC-17, DE-18 Näytä tuote →
Täysi valikoima, mukaan lukien kotimaisten dieselmoottoreiden yksiköt, on lueteltu kohdassa sylinterikannen varaosaluettelo , jossa jokaisella sivulla kerrotaan moottoriperhe, jonka kanssa pää on yhteensopiva.
Se numero, joka lopulta ratkaisee, kannattaako kaksoispolttoaine, ei ole polttoaineen leviäminen itsessään, vaan sen takana oleva huippuhuoltoväli. Moottori, joka käy kaasutilassa 6 000 tuntia vuodessa, käy läpi sylinterinkannen useammin lämpösyklejä kuin samaan käyttöön asetettu diesel, ja pää on kulutustavara tässä aritmetiikassa. Vaihtojen suunnittelu moottoriversion ympärille, kaasutilan spesifikaatiot ja todellinen kuormitusprofiili pitävät kahden polttoaineen kaluston yhteensopivana ja saatavilla ilman, että polttoaineen säästö tulee yllätyksenä.
