Судовой дизель фирмы "МАН - Бурмейстер и Вайн" (MAN B&W Diesel A/S), марки L50MC/MCE - двухтактный простого действия, реверсивный, крейцкопфный с газотурбинным наддувом (с постоянным давлением газов перед турбиной) со встроенным упорным подшипником, расположение цилиндров рядное, вертикальное.

Диаметр цилиндра- 500 мм; ход поршня - 1620мм; система продувки -прямоточно-клапанная.

Эффективная мощность дизеля: Ne = 1214 кВт

Номинальная частота вращения: n н = 141 мин -1 .

Эффективный удельный расход топлива на номинальном режиме g e = 0,170 кг/кВт ч.

Габаритные размеры дизеля:

Длина (по фундаментальной раме), мм 6171

Ширина (по фундаментальной раме), мм 3770

Высота, мм. 10650

Масса, т 273

Поперечный разрез главного двигателя представлен на рис. 1.1. Охлаждающая жидкость - пресная вода (по замкнутой системе). Температура пресной воды на выходе из дизеля на установившемся режиме работы 80...82 °С. Перепад температур на входе и выходе из дизеля - не более 8...12°С.

Температура смазочного масла на входе в дизель 40...50 °С, на выходе из дизеля 50...60°С.

Среднее давление: Индикаторное - 2,032 мПа; Эффективное -1,9 мПа; Максимальное давление сгорания-14,2 мПа; Давление продувочного воздуха- 0,33 мПа.

Назначенный ресурс до капитального ремонта - не менее 120000ч. Срок службы дизеля - не менее 25 лет.

Цилиндровая крышка изготавливается из стали. В центральном отверстии с помощью четырёх шпилек крепится выпускной клапан.

Кроме того, крышка снабжена сверлениями под форсунки. Другие сверления предназначены для индикаторного, предохранительного и пусковых клапанов.

Верхняя часть цилиндровой втулки окружена охлаждающей рубашкой, устанавливаемой между цилиндровой крышкой и блоком цилиндра. Цилиндровая втулка крепится к верхней части блока крышкой и центруется в нижнем сверлении внутри блока. Плотность от утечек охлаждающей воды и продувочного воздуха обеспечивается четырьмя резиновыми кольцами, вложенными в канавках цилиндровой втулки. На нижней части цилиндровой втулки между полостями охлаждающей воды и продувочного воздуха расположено 8 отверстий для штуцеров подачи смазочного масла в цилиндр.

Центральная часть крейцкопфа соединена с шейкой головного подшипника. В поперечной балке имеется отверстие для поршневого штока. Головной подшипник оборудован вкладышами, которые заливаются баббитом.

Крейцкопф снабжен сверлениями для подачи масла, поступающего по телескопической трубке частично на охлаждение поршня, частично на смазку головного подшипника и направляющих башмаков, а также через отверстие в шатуне на смазку мотылёвого подшипника. Центральное отверстие и две скользящие поверхности башмаков крейцкопфа заливаются баббитом.

Коленчатый вал выполняется полусоставным. Масло к рамовым подшипникам поступает из главного трубопровода смазочного масла. Упорный подшипник служит для передачи максимального упора винта посредством вала винта и промежуточных валов. Упорный подшипник устанавливается в кормовой секции фундаментальной рамы. Смазочное масло для смазки упорного подшипника поступает из системы смазки под давлением.

Распределительный вал состоит из нескольких секций. Секции соединяются с помощью фланцевых соединений.

Каждый цилиндр двигателя снабжен отдельным топливным насосом высокого давления (ТНВД). Работа топливного насоса осуществляется от кулачной шайбы на распределительном валу. Давление передаётся через толкатель плунжеру топливного насоса, который посредством трубки высокого давления и распределительной коробки соединён с форсунками, установленными на цилиндровой крышке. Топливные насосы - золотникового типа; форсунки - с центральным подводом топлива.

Воздух в двигатель поступает от двух турбокомпрессоров. Колесо турбины ТК приводится в движение от выпускных газов. На одном валу с колесом турбины установлено колесо компрессора, который забирает воздух из машинного отделения и подает воздух в охладитель. На корпусе охладителя устанавливается влагоотделитель. Из охладителя воздух поступает в ресивер через открытые невозвратные клапаны, расположенные внутри ресивера надувочного воздуха. С обоих торцов ресивера установлены вспомогательные воздуходувки, которые подают воздух мимо охладителей в ресивере при закрытых невозвратных клапанах.

Рис.

Секция цилиндров двигателя состоит из нескольких блоков цилиндров, которые крепятся к фундаментальной раме и коробке картера анкерными связями. Между собой блоки соединяются по вертикальным плоскостям. В блоке располагаются цилиндровые втулки.

Поршень состоит из двух основных частей головки и юбки. Головка поршня крепится к верхнему кольцу поршневого штока болтами. Юбка поршня крепится к головке 18-ю болтами.

Поршневой шток имеет сквозное сверление под трубу для охлаждающего масла. Последняя крепится в верхней части поршневого штока. Дальше масло поступает по телескопической трубке к крейцкопфу, проходит по сверлению в основании поршневого штока и поршневом штоке к головке поршня. Затем масло поступает по сверлению к опорной части головки поршня к выпускной трубе поршневого штока и далее на слив. Шток крепится к крейцкопфу четырьмя болтами, проходящими через основание поршневого штока.

Используемые сорта топлив и масел

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Описание конструкции двигателя

Судовой дизель фирмы "МАН - Бурмейстер и Вайн" (MAN B&W Diesel A/S), марки L50MC/MCE - двухтактный простого действия, реверсивный, крейцкопфный с газотурбинным наддувом (с постоянным давлением газов перед турбиной) со встроенным упорным подшипником, расположение цилиндров рядное, вертикальное.

Диаметр цилиндра- 500 мм; ход поршня - 1620мм; система продувки -прямоточно-клапанная.

Эффективная мощность дизеля: Ne = 1214 кВт

Номинальная частота вращения: n н = 141 мин -1 .

Эффективный удельный расход топлива на номинальном режиме g e = 0,170 кг/кВт ч.

Габаритные размеры дизеля:

Длина (по фундаментальной раме), мм 6171

Ширина (по фундаментальной раме), мм 3770

Высота, мм. 10650

Масса, т 273

Поперечный разрез главного двигателя представлен на рис. 1.1. Охлаждающая жидкость - пресная вода (по замкнутой системе). Температура пресной воды на выходе из дизеля на установившемся режиме работы 80...82°С. Перепад температур на входе и выходе из дизеля - не более 8...12°С.

Температура смазочного масла на входе в дизель 40...50 °С, на выходе из дизеля 50...60°С.

Среднее давление: Индикаторное - 2,032 мПа; Эффективное -1,9 мПа; Максимальное давление сгорания-14,2 мПа; Давление продувочного воздуха- 0,33 мПа.

Назначенный ресурс до капитального ремонта - не менее 120000ч. Срок службы дизеля - не менее 25 лет.

Цилиндровая крышка изготавливается из стали. В центральном отверстии с помощью четырёх шпилек крепится выпускной клапан.

Кроме того, крышка снабжена сверлениями под форсунки. Другие сверления предназначены для индикаторного, предохранительного и пусковых клапанов.

Верхняя часть цилиндровой втулки окружена охлаждающей рубашкой, устанавливаемой между цилиндровой крышкой и блоком цилиндра. Цилиндровая втулка крепится к верхней части блока крышкой и центруется в нижнем сверлении внутри блока. Плотность от утечек охлаждающей воды и продувочного воздуха обеспечивается четырьмя резиновыми кольцами, вложенными в канавках цилиндровой втулки. На нижней части цилиндровой втулки между полостями охлаждающей воды и продувочного воздуха расположено 8 отверстий для штуцеров подачи смазочного масла в цилиндр.

Центральная часть крейцкопфа соединена с шейкой головного подшипника. В поперечной балке имеется отверстие для поршневого штока. Головной подшипник оборудован вкладышами, которые заливаются баббитом.

Крейцкопф снабжен сверлениями для подачи масла, поступающего по телескопической трубке частично на охлаждение поршня, частично на смазку головного подшипника и направляющих башмаков, а также через отверстие в шатуне на смазку мотылёвого подшипника. Центральное отверстие и две скользящие поверхности башмаков крейцкопфа заливаются баббитом.

Коленчатый вал выполняется полусоставным. Масло к рамовым подшипникам поступает из главного трубопровода смазочного масла. Упорный подшипник служит для передачи максимального упора винта посредством вала винта и промежуточных валов. Упорный подшипник устанавливается в кормовой секции фундаментальной рамы. Смазочное масло для смазки упорного подшипника поступает из системы смазки под давлением.

Распределительный вал состоит из нескольких секций. Секции соединяются с помощью фланцевых соединений.

Каждый цилиндр двигателя снабжен отдельным топливным насосом высокого давления (ТНВД). Работа топливного насоса осуществляется от кулачной шайбы на распределительном валу. Давление передаётся через толкатель плунжеру топливного насоса, который посредством трубки высокого давления и распределительной коробки соединён с форсунками, установленными на цилиндровой крышке. Топливные насосы - золотникового типа; форсунки - с центральным подводом топлива.

Воздух в двигатель поступает от двух турбокомпрессоров. Колесо турбины ТК приводится в движение от выпускных газов. На одном валу с колесом турбины установлено колесо компрессора, который забирает воздух из машинного отделения и подает воздух в охладитель. На корпусе охладителя устанавливается влагоотделитель. Из охладителя воздух поступает в ресивер через открытые невозвратные клапаны, расположенные внутри ресивера надувочного воздуха. С обоих торцов ресивера установлены вспомогательные воздуходувки, которые подают воздух мимо охладителей в ресивере при закрытых невозвратных клапанах.

Рис. Поперечный разрез двигателя L50МС/МСЕ

Секция цилиндров двигателя состоит из нескольких блоков цилиндров, которые крепятся к фундаментальной раме и коробке картера анкерными связями. Между собой блоки соединяются по вертикальным плоскостям. В блоке располагаются цилиндровые втулки.

Поршень состоит из двух основных частей головки и юбки. Головка поршня крепится к верхнему кольцу поршневого штока болтами. Юбка поршня крепится к головке 18-ю болтами.

Поршневой шток имеет сквозное сверление под трубу для охлаждающего масла. Последняя крепится в верхней части поршневого штока. Дальше масло поступает по телескопической трубке к крейцкопфу, проходит по сверлению в основании поршневого штока и поршневом штоке к головке поршня. Затем масло поступает по сверлению к опорной части головки поршня к выпускной трубе поршневого штока и далее на слив. Шток крепится к крейцкопфу четырьмя болтами, проходящими через основание поршневого штока.

Выбор топлива и масла с анализом влияния их характеристик на р а боту

Используемые сорта топлив и масел

Применяемые топлива

В последние годы определилась устойчивая тенденция ухудшения качества судовых тяжелых топлив, связанное с более глубокой переработкой нефти и увеличением в топливе доли тяжелых остаточных фракций.

На судах морского флота используется три основные группы топлив: маловязкие, средневязкие и высоковязкие. Из маловязких отечественных топлив наибольшее применение на судах получило дистиллятное дизельное топливо Л, в котором не допускается содержание механических примесей, воды, сероводорода, водорастворимых кислот и щелочей. Предельное значение серы для этого топлива 0,5 %. Однако, для дизельных теплив, вырабатываемых из высокосернистой нефти по техническим условиям, допускается содержание серы до 1% и выше.

К средневязким топливам, используемым в судовых дизелях относятся ДТ - моторное и флотский мазут марки Ф5.

В группу высоковязких включены следующие марки топлив: моторное топливо марки ДМ, флотские мазуты М-0,9; М-1,5; М-2,0; Э-4,0; Э-5,0; Ф-12. До последнего времени основным критерием при заказе была его вязкость, по значению которой ориентировочно судим и о других важных характеристиках топлива: плотности, коксуемости и др.

Вязкость топлива является одной из основных характеристик тяжелых топлив, так как от нее зависят процессы сгорания топлива, надежность работы и долговечность топливной аппаратуры и возможность использования топлива при низких температурах. В процессе подготовки топлива необходимая вязкость обеспечивается его подогревом, так как именно от этого параметра зависит качество распыления и эффективность его сгорания в цилиндре дизеля. Предел величины вязкости впрыскиваемого топлива регламентируется инструкциями по обслуживанию двигателя. От вязкости в значительной мере зависит скорость осаждения механических примесей, а также способность топлива отслаиваться от воды. При увеличении вязкости топлива в 2 раза при всех прочих равных условиях время осаждения частиц возрастает также в два раза. Вязкость топлива в отстойной цистерне снижают путем его подогрева. Для открытых систем нагревать топливо в цистерне можно до температуры не менее, чем на 15°С ниже его температуры вспышки и не выше 90°С. Нагрев выше 90°С не допускается, так как в таком случае легко можно достичь температуры кипения воды. Необходимо отметить, что эмульсионная вода на величину вязкости. При содержании эмульсионной воды 10% вязкость может увеличиться на 15-20 %.

Плотность характеризует фракционный состав, испаряемость топлива и его химический состав. Высокая плотность означает относительно более высокое соотношение углерода и водорода. Плотность имеет большее значение при очистке топлива путем сепарации. В центробежном топливном сепараторе тяжелой фазой является вода. Для получения устойчивой поверхности раздела между топливом и пресной водой плотность не должна превышать 0,992 г/см 3 . Чем выше плотность топлива тем более сложным, становится регулирование сепаратора. Незначительное изменение вязкости, температуры и плотности топлива приводит к потере топлива с водой или ухудшению очистки топлива.

Механические примеси в топливе имеют органическое и неорганическое происхождение. Механические примеси органического происхождения могут вызвать зависание плунжеров и форсуночных игл в направляющих. Попадая в момент посадки клапанов или форсуночной иглы на седло, карбоны и карбоиды прилипают к притертой поверхности, что также приводит к нарушению их работы. Кроме того, карбоны и карбоиды, попадают в цилиндры дизеля, способствуют образованию нагаров на стенках камеры сгорания, поршня и в выпускном тракте. Органические примеси мало влияют на изнашивание деталей топливной аппаратуры.

Механические примеси неорганического происхождения по своей природе являются абразивными частицами и, поэтому, могут вызвать не только зависание подвижных деталей прецизионных пар, но и абразивное разрушение трущихся поверхностей, посадочных притертых поверхностей клапанов, форсуночной иглы и распылителя, а также сопловых отверстий.

Коксовый остаток - массовая доля углистого остатка, образующегося после сжигания в стандартном приборе испытуемого горючего или его 10% остатка. Величина коксового остатка характеризует неполное сгорание топлива и образование нагара.

Присутствие в топливе этих двух элементов имеет большое значение, как причина высокотемпературной коррозии на наиболее горячих металлических поверхностях, таких как поверхности выхлопных клапанов в дизельных двигателях и трубки пароперегревателей в котлах.

При одновременном содержании ванадия и натрия в топливе образуются ванадаты натрия с температурой плавления приблизительно 625 °С. Эти вещества вызывают размягчение слоя окисла, который обычно защищает металлическую поверхность, это вызывает разрушение границ зерен и коррозионное повреждение большинства металлов. Поэтому содержание натрия должно меньше 1/3 содержания ванадия.

Остатки процесса каталитического крекинга в сжиженном слое могут содержать высокопористые алюмосиликатные соединения которые могут вызвать тяжелые абразивные повреждения элементов топливных систем, а также поршней, поршневых колец и втулок цилиндра.

Применяемые масла

Среди проблем по уменьшению износов двигателей внутреннего сгорания смазка цилиндров судовых малооборотных двигателей занимает особое место. В процессе сгорания топлива температура газов в цилиндре достигает 1600 ?С и почти треть тепла передается более холодным стенкам цилиндра, головке поршня и крышке цилиндра. При движении поршня вниз смазочная пленка остается незащищенной и подвергается воздействию высоких температур.

Продукты окисления масла, находясь в зоне высоких температур, превращается в клейкую массу, покрывающую поверхности поршней, поршневых колец и цилиндровой втулки подобием лаковой пленки. Лаковые отложения обладают плохой теплопроводностью, поэтому отвод тепла от поршня, покрытого лаком, ухудшается, и поршень перегревается.

Цилиндровое масло должно отвечать следующим требованиям:

- обладать способностью нейтрализовать кислоты, образующиеся в результате сгорания топлива и защищать рабочие поверхности от коррозии;

- препятствовать отложению нагаров на поршнях, цилиндрах и окнах;

- обладать высокой прочностью смазочной пленки при высоких давлениях и температурах;

- не давать продуктов сгорания, вредных для деталей двигателя;

- обладать стойкостью при хранении в судовых условиях и нечувствительностью к воде

Смазочные масла должны удовлетворять следующим требованиям:

- иметь оптимальную для данного типа вязкость;

- обладать хорошей смазывающей способностью;

- быть стабильным при работе и хранении;

- иметь по возможности минимальную склонность к нагаро- и лакообразованию;

- не должны оказывать коррозионного воздействия на детали;

- не должны вспениваться или испаряться.

Для смазки цилиндров крейцкопфных дизелей выпускаются специальные цилиндровые масла для сернистых топлив с моющими и нейтрализующими присадками.

В связи со значительной форсировкой дизелей по наддуву задача с повышением моторесурса двигателя может быть решена только при выборе оптимальной системы смазки и наиболее эффективных масел и их присадок.

Выбор топлива и масел

Показатели	Нормы для марок
	Основное топливо	Резервное топливо
				Л (летнее)
Вязкость при 80?С кинематическая
Вязкость при 80?С условная
				отсутствие
				отсутствие
малосернистое
сернистое
Температура вспышки, ?С
Температура застывания, ?С
Коксуемость, % массы
Плотность при 15?С, г/мм 3
Вязкость при 50?С, сст
Зольность, % массы
Вязкость при 20?С, сст
Плотность при 20?С, кг/м 3
Elf BP Castrol Chevron Exxon Mobil Shell	Atlanta marine D3005 Energol OE-HT30 Marine CDX30 Veritas 800 Marine Exxmar XA Alcano 308 Melina 30/305	Talusia XT70 CLO 50-M

Техническое использование судовых дизелей

судовой дизель двигатель газотурбинный

Подготовка дизельной установки к действию и пуску дизеля

Подготовка дизельной установки к действию должна обеспечить приведение дизелей, обслуживающих механизмов, устройств, систем и трубопроводов в состояние, гарантирующееих надежныйпуск и последующую работу.

Подготовка дизеля к работе после разборки или ремонта должна производиться под непосредственным наблюдением механика, в заведовании которого находится дизель. При этом необходимо убедиться в том, что:

1. вес разбиравшиеся соединения собраны и надежно закреплены; обратить особое внимание на стопорение гаек;

2. выполнены необходимые регулировочные работы; особое внимание должно быть обращено на установку нулевой подачи топливных насосов высокого давления;

3. все штатные контрольно-измерительные приборы установлены на место, соединены с контролируемой средой ине имеют повреждении;

4. системы дизеля заполнены рабочими средами (водой, маслом, топливом) соответствующего качества;

5. топливные, масляные, водяные и воздушные фильтры очищены и исправны;

6. при прокачке маслом при открытых картерных щитах смазка поступает к подшипникам и другим точкам смазки;

7. защитные крышки, щиты и кожухи установлены на место и надежно закреплены;

8. трубопроводы топливной, масляной, водяной и воздушной систем, а также рабочие полости дизеля, теплообменных аппаратов и вспомогательных механизмов не имеют пропусков рабочих сред; особое внимание должно быть обращено на возможность протечки охлаждающей воды через уплотнения цилиндровых втулок, а также на возможность попадания топлива, масла и воды в рабочие цилиндры или в продувочный (всасывающий) ресивер дизеля;

9. выполнена проверка форсунок дизеля на плотность и качество распыла топлива.

После выполнения перечисленных выше проверок должны быть выполнены операции, предусмотренные для подготовки дизельной установки к действию после непродолжительной стоянки (см. пп. 1.3--1.9.11).

Подготовка дизельной установки к действию после непродолжительной стоянки, во время которой не выполнялись работы, связанные с разборкой, должна производиться вахтенным механиком (главной установки -- под наблюдением старшего или второго механика) и включать в себя операции, предусмотренные пп. 1.4.1--1.9.11. Рекомендуется совмещать во времени различные подготовительные операции.

При экстренном пуске время подготовки можно сократить только за счет прогрева.

Подготовка масляной системы

Необходимо проверить уровень, масла в сточных цистернах или в картерах дизеля и редуктора, в маслосборниках турбокомпрессоров наддува, масляных сервомоторах, лубрикаторах, регуляторе частоты вращения, корпусе упорного подшипника, в цистерне смазки распределительного вала. При необходимости пополнить их маслом. Спустить отстой из лубрикаторов и по возможности из маслосборных цистерн. Пополнить масленки ручной и фитильной смазки, колпачковые масленки.

Следует убедиться в исправности устройств автоматического пополнения и поддержания уровня масла в цистернах, лубрикаторах.

Перед проворачиванием дизеля необходимо подать масло в рабочие цилиндры, цилиндры продувочных (наддувочных) насосов и к другим местам лубрикаторнои смазки, а также ко всем точкам ручной смазки.

Следует подготовить к работе масляные фильтры и маслоохладители, установить клапаны на трубопроводах в рабочее положение. Пуск дизеля и его работа с неисправными масляными фильтрами запрещаются. Дистанционно управляемые клапаны должны быть опробованы в действия.

При температуре масла ниже рекомендованной инструкцией по эксплуатации его необходимо подогреть. При отсутствии специальных нагревательных устройств масло подогревают путем прокачки его через систему во время прогрева дизеля (см. п. 1.5.4) температура масла при прогреве нс должна превышать 45°С.

Следует подготовить к работе и пустить автономные масляные насосы дизеля, редуктора, турбокомпрессоров или прокачать дизель ручным насосом. Проверить действие средств автоматизированного (дистанционного) управления основными и резервными масляными насосами, выпустить из системы воздух. Довести давление в системах смазки и охлаждения поршней до рабочего при одновременном проворачивании дизеля валоповоротным устройством. Убедиться в наличии показании всех контрольно-измерительных приборов системы, а также в наличии потока в смотровых стеклах. Прокачивание маслом производить в течение всего времени подготовки дизеля (при ручной прокачке -- перед проворачиванием и непосредственно перед пуском).

Необходимо убедиться в исчезновении аварийных световых сигналов, когда контролируемые параметры достигнут рабочих значений.

Подготовка системы водяного охлаждения

Необходимо подготовить к работе охладители и подогреватели воды, установить клапаны и краны на трубопроводах в рабочее положение, опробовать о действии дистанционно управляемые клапаны.

Должен быть проверен уровень воды в расширительной цистерне контура пресной воды и в цистернах автономных систем охлаждения поршней и форсунок. При необходимости пополнить системы водой.

Следует подготовить к работе и пустить автономные или резервные насосы пресной воды охлаждения цилиндров, поршней, форсунок. Проверить действие средств автоматизированного (дистанционного) управления основными и резервными насосами. Довести давление воды до рабочего, выпустить из системы воздух. Прокачку дизеля пресной водой производить в течение всего времени подготовки дизеля.

Необходимо прогреть охлаждающую пресную поду имеющимися средствами до температуры около 45°С на входе. Темп прогревания должен быть по возможности медленным. Для малооборотных дизелей скорость прогрева не должна превышать 10°С в час, если в инструкции по эксплуатации нет других указании.

Для проверки системы забортной воды необходимо пустить главные насосы забортной воды, проверить систему, включая работу регуляторов температуры воды и масла. Остановить насосы и вновь запустить их непосредственно перед пуском дизеля. Избегать длительной прокачки забортной водой масло- и водоохладителей.

Следует убедиться в исчезновении световых аварийных сигналов, когда контролируемые параметры достигнут рабочих значений.

Подготовка топливной системы

Следует спустить отстой воды из расходных топливных цистерн, проверить уровень топлива и при необходимости пополнить цистерны.

Должны быть подготовлены к работе топливные фильтры, регулятор вязкости, подогреватели и охладители топлива.

Необходимо установить в рабочее положение клапаны на топливном трубопроводе, опробовать в действии дистанционно управляемые клапаны. Подготовить к работе и пустить автономные насосы топливоподкачивающий и охлаждения форсунок. После подъема давления до рабочего убедиться в отсутствии воздуха в системе. Проверить действие средств автоматизированного (дистанционного) управления основными и резервными насосами.

Если во время стоянки проводились работы, связанные с разборкой и опорожнением топливной системы, заменой или разборкой топливных насосов высокого давления, форсунок или форсуночных труб, необходимо удалить воздух из системы высокого давления путем прокачки насосов при открытых деаэрационных клапанах форсунок либо другим способом.

У дизелей с гидрозапорными форсунками необходимо проверить уровень гидросмеси в бачке и довести давление гндросмеси в системе до рабочего, если это предусмотрено конструкцией системы.

Если дизель конструктивно приспособлен для работы на высоковязком топливе, включая пуск и маневрирование, и был остановлен на длительное время, необходимо обеспечить постепенный прогрев топливной системы (цистерн, трубопроводов, топливных насосов высокого давления, форсунок) путем включения обогревающих устройств и непрерывной циркуляции подогреваемого топлива. Перед пробными пусками дизеля температура топлива должна быть доведена до значения, обеспечивающего необходимого для качественного распыливания вязкость (9--15 сСт), Темп подогрева топлива не должен превышать 2°С в минуту, а время циркуляции топлива в системе должно быть не менее 1 ч, если в инструкции по эксплуатации не содержатся другие указания.

При пуске дизеля на маловязком топливе следует заблаговременно подготовиться к переводу его на высоковязкое топливо, включив обогрев расходных и отстойных цистерн. Максимальная температура топлива в цистернах должна быть не Менее чем на 10°С ниже температуры вспышки паров топлива в закрытом тигле.

При дополнении расходных цистерн топливо перед сепаратором должно подогреваться до температуры не выше 90°С

Подогрев топлива до более высокой температуры допускается только при наличии специального регулятора для точного поддержания температуры.

Подготовка системы пуска, продувки, наддува, выпуска

Необходимо проверить давление воздуха в пусковых баллонах, продуть из баллонов конденсат, масло. Подготовить к работе и пустить компрессор, убедиться в его нормальной работе. Проверить действие средств автоматизированного (дистанционного) управления компрессорами. Пополнить баллоны воздухом до номинального давления.

Запорные клапаны на пути от баллонов к стопорному клапану дизеля следует открывать плавно. Необходимо продуть пусковой трубопровод при закрытом стопорном клапане дизеля.

Необходимо спустить воду, масло, топливо из ресивера продувочного воздуха, впускного и выпускного коллекторов, подпоршневых полостей, воздушных полостей воздухоохладителей газовых и воздушных полостей турбокомпрессоров наддува.

Все запорные устройства газоотвода дизеля должны быть открыты. Следует убедиться в том, что выпускной трубопровод дизеля открыт.

Подготовка валопровода

Необходимо убедиться в отсутствии посторонних предметов на валопроводе, а также в том, что тормоз валопровода отжат.

Следует подготовить к работе дейдвудный подшипник, обеспечив его смазку и охлаждение маслом или водой. При дейдвудных подшипниках с масляной системой смазки и охлаждения следует проверить уровень масла в напорном бачке(при необходимости заполнить его до рекомендуемого уровня), а также отсутствие протечек масла через уплотнительные сальники (манжеты).

Необходимо проверить уровень масла в опорных и упорных подшипниках, проверить исправность и подготовить к работе смазывающие устройства подшипников. Проверить и подготовить к работе систему охлаждения подшипников.

После пуска насоса смазки редуктора следует проверить по приборам поступление масла к местам смазки.

Необходимо проверить действие разобщительных муфт валопровода, для чего произвести несколько включений и выключений муфт с пульта управления. Убедиться в исправности действия сигнализации включения и выключения, муФт. Разобщительные муфты оставить в выключенном положении.

В установках с винтами регулируемого шага необходимо ввести в действие систему изменения шага винта и выполнить проверки, предусмотренные в п. 4.8 части I Правил.

Проворачивание и пробные пуски

При подготовке дизеля к работе после стоянки необходимо:

провернуть дизель валоповоротным устройством на 2--3 оборота вала при открытых индикаторных кранах;

провернуть дизель сжатым воздухом на передний или задний ход;

произвести пробные пуски на топливе ча передний и задний ход.

При проворачивании дизеля валоповоротным устройством или воздухом дизель и редуктор необходимо прокачивать смазочным маслом, а при пробных пусках также и охлаждающей водой.

Проворачивание и пробные пуски необходимо производить в установках, не имеющих разобщительных муфт между дизелем и гребным винтом, -- только с разрешения вахтенного помощника капитана;

в установках, работающих на гребной винт через разобщительную муфту, -- при отключенной муфте.

Проворачивание и пробные пуски главных днзель-генсраторов производятся с ведома старшего или вахтенного электромеханика или лица, ответственного за эксплуатацию электрооборудования.

Перед соединением валоповоротного устройства с дизелем необходимо убедиться в том, что:

1. рычаг (штурвал) поста управления дизеля находится в положении «Стоп»;

2. клапаны на пусковых баллонах и трубопроводе пускового воздуха закрыты;

3. на постах управления вывешены таблички с надписью: «Валоповоротное устройство соединено»;

4. индикаторные краны (декомпрессионные клапаны) открыты.

При проворачивании дизеля валоповоротным устройством необходимо тщательно прослушивать дизель, редуктор, гидромуфты. Убедиться в отсутствии в цилиндрах воды, масла, топлива.

Во время проворачивания следить по показаниям амперметра за нагрузкой электродвигателя валоповоротного устройства. При превышении предельного значения силы тока либо при резком ее колебании немедленно остановить валоповоротное устройство и устранить неисправность дизеля либо валопровода. Категорически запрещается проворачивание до устранения неисправностей.

Проворачивание дизеля сжатым воздухом необходимо производить при открытых индикаторных кранах (декомпрессионных клапанах), спускных кранах ресивера продувочного воздуха и выпускного коллектора. Убедиться в том, что дизельнормальнонабирает обороты, ротор турбокомпрессора вращается свободно и равномерно и при прослушивании нет ненормальных шумов.

Перед пробными пусками установки, работающейна винт регулируемого шага (ВРШ), необходимо проверить о действии систему управления ВРШ. При этом следует убедиться втом,что указатели шага винта на всех постах управления согласованы и время перекладки лопастей соответствует указанному в заводской инструкции. После проверки лопасти винта установить и положение нулевого шага.

Пробные пуски дизеля на топливе необходимо производить при закрытых индикаторных и спускных кранах. Убедиться в исправности систем пуска и реверса, работе всех цилиндров, отсутствии посторонних шумов и стуков, поступлении масла к подшипникам турбокомпрессоров.

В установках с дистанционным управлением главными дизелями необходимо пробные пуски произвести со всех постов управления (из ЦПУ, с мостика), убедиться в правильности действия системы дистанционного управления.

Если по условиям стоянки судна нельзя произвести пробные пуски главного дизеля па топливе, то такой дизель допускается к работе, но при этом в машинном журнале должна быть сделана специальная запись, а капитан обязан принять все необходимые меры предосторожности на случай невозможности пуска или реверсирования дизеля.

После окончания подготовки дизеля к пуску следует поддерживать давление и температуру воды, смазочного и охлаждающего масла, давление пускового воздуха в баллонах в пределах, рекомендуемых инструкцией по эксплуатации. Перекрыть подачу забортной воды к воздухоохладителям.

Если подготовленный двигатель не вводится в работу длительное время и должен находиться в состоянии постоянной готовности, необходимо каждый час по согласованию с вахтенным помощником капитана проворачивать двигатель валоповоротным устройством с открытыми индикаторными кранами.

Пуск дизеля в ход

Операции по пуску дизеля должны выполняться в последовательности, предусмотренной инструкцией по эксплуатации. Во всех случаях, когда это технически возможно, пуск дизеля должен осуществляться без нагрузки.

При вводе в действие главных дизелей за 5 - 20 мин. до дачи хода (в зависимости от типа установки) с ходового мостика в машинное отделение должно быть передано соответствующее предупреждение. За это время должны быть выполнены окончательные операции по подготовке установки к действию: запущены дизели, работающие на винт через разобщительные устройства, выполнены необходимые переключения в системах. О готовности установки к даче хода вахтенный механик докладываетна мостик принятым на судне способом.

После запуска следует избегать длительной работы дизеля на холостом ходу и самой малой нагрузке, так как это приводит к повышенным отложениям загрязнений в цилиндрах и проточных частях дизеля.

После пуска дизеля необходимо проверить показания всех контрольно-измерительных приборов, обратив особое внимание на давление смазочного масла, охлаждающих сред, топлива и гидросмеси в системе гидрозапора форсунок. Убедиться в отсутствии ненормальных шумов, стуков и вибрации. Проверить работу лубрикаторов смазки цилиндров.

При наличии системы автоматизированного запуска дизель-генераторов необходимо периодически контролировать состояние дизеля, находящегося в «горячем резерве». При непредвиденном автоматическом запуске дизеля следует установить причину запуска и проверить значения контролируемых параметров имеющимися средствами.

Необходимо обеспечивать постоянную готовность к запуску дизельных приводов аварийных агрегатов и спасательных средств. Проверка готовности аварийных дизель-генераторов должна осуществляться в соответствии с пп. 13.4.4 и 13.14.1 части V Правил.

Проверка работоспособности и готовности к запуску двигателей спасательных средств, аварийных пожарных насосов и других аварийных агрегатов должна производиться механиком по заведованию не реже одного раза в месяц.

Характерные неисправности и неполадки в работе дизельных установок. Их пр и чины и способы устранения

Неисправности и неполадки при пуске и маневрах

При пуске дизеля сжатым воздухом коленчатый вал не трогается с ме с та или, трогаясь не делает полного оборота.

Причина	Принимаемые меры
1. Запорные клапаны пусковых баллонов или трубопровода закрыты	Открыть запорные клапаны
2. Давление пускового воздуха недостаточно	Пополнить баллоны воздухом
3. В систему управления пуском не подается воздух (масло) или давление его недостаточно	Открыть клапаны или отрегулировать давление воздуха, масла
4. Коленчатый вал не установлен в пусковое положение (в дизелях с малым числом цилиндров)	Установить коленчатыи вал в пусковое положение
5. Элементы системы пуска дизеля неисправны (главный пусковой клапан или клапан воздухораспределителя завис, трубы от воздухораспределителя к пусковым клапанам повреждены, засорены и т.д.)	Отремонтировать либо заменить элементы системы
6. Система пуска не отрегулирована (несвоевременно открываются клапаны воздухораспределителя, трубы от воздухораспределителя неправильно подсоединены к пусковым клапанам)	Отрегулировать систему пуска
7. Неисправны элементы системы ДАУ	Устранить неисправность
8. Нарушено газораспределение (углы открытия и закрытия пусковых, впускных и выпускных клапанов)	Отрегулировать газораспределение
9. Блокировочный воздушный клапан валоповоротного устройства закрыт	Выключить валоповоротное устройство или устранить неисправность блокировочного клапана
10. Тормоз валопровода зажат	Отдать тормоз
11. Гребной винт задевает эа какое- либо препятствие или на гребной винт	Освободить гребной винт
12. Замерзание воды в дейдвудном устройстве	Отогреть дейдвудную трубу

Дизель развивает достаточную для пуска частоту вращения, но при переводе на топливо вспышки в цилиндрах не происходят, или происходят с пропусками, или дизель останавливается.

Причина	Принимаемые меры
1.Топливо не поступает к топливным насосам либо поступает, но в недостаточном количестве	Открыть запорные клапаны на топливном трубопроводе, устранить неисправность топливоподкачивающего насоса, очистить фильтры
2. В топливную систему попал воздух	Устранить неплотности в системе, прокачать систему и форсунки топливом
3. В топливо попало много воды	Переключить топливную систему на другую расходную цистерну. Спустить воду из системы и прокачать форсунки.
4. Отдельные топливные насосы выключены или неисправны	Включить или заменить топливные насосы.
5. Топливо поступает в цилиндры с большим запаздыванием	Установить необходимый угол опереженмя подачи топлива
6. Топливные насосы отключены предельным регулятором частоты вращения	Поставить регулятор в рабочееположение
7. Заедание в механизме регулятора или отсечном механизме	Устранить заедание
8. Чрезмерно высокая вязкость топлива	Устранить неисправность в системе подогрева топлива, перейти на дизельное топливо.
9. Давление конца сжатия и рабочих цилиндрах недостаточно	Устранить неплотность клапанов. Проверить и отрегулировать газораспределение. Проверить состояние уплотнительных колец.
10. Дизель недостаточно прогрет	Прогреть дизель
11. Контрольные краны для прокачки форсунок открыты или пропускают	Закрыть контрольные краны или заменить форсунки
12. Закрыты фильтры турбокомпрессора	Открыть фильтры

Во время пуска подрывают («стреляют») предохранительные клапана

Дизель не останавливается при переводе рычага управления в положение «Стоп».

Причина	Принимаемые меры
1.Нулевая подача топливных насосов установлена неправильно	Установить рычаги управления в положение «Пуск» на обратный ход (произвести торможение воздухом). После остановки дизеля рычаг установить в положение «Стоп» На нереверсивном дизеле закрыть подручными средствами воздухоприемное устройство, либо вручную выключить топливные насосы, либо закрыть доступ топлива к насосам. После остановки дизеля отрегулировать нулевую подачу насосов
1.1Заклинивание (заедание) реек топливных насосов	Устранить заклинивание (заедание)

Частота вращения дизеля выше или ниже нормальной (з а данной)

Дизель не развивает обороты полного хода при нормальном положении органов управления подачей топлива.

Причина	Принимаемые меры
1.Увеличено сопротивление движению судна из-за обрастания, встречного ветра, мелководья и т.п.	Руководствоваться пп. 2.3.2 и 2.3.3части II Правил
2.Загрязнен топливный фильтр	Переключить топливную систему на чистый фильтр
3.Топливо плохо распыливается из-за неисправности форсунок, топливных насосов или высокой вязкости топлива	Неисправные форсунки и топливные насосы заменить. Повысить температуру топлива
4.Топливо, поступающее к насосам дизеля перегрето	Уменьшить температуру топлива
5.Низкое давление продувочного воздуха
6.Недостаточное давление топлива перед топливными насосами дизеля	Повысить давление топлива
7.Неисправен регулятор частоты вращения

Частота вращения дизеля падает.

Причина	Принимаемые меры
1. В одном из цилиндров начался задир(заклинивание) поршня (слышен стук при каждой перемене хода поршня)	Немедленно выключить топливо и увеличить подачу масла н а аварнйный цилиндр, снизить нагрузку дизеля.Затем дизель остановить и осмотреть цилиндр
2. Топливо содержит воду	Переключить топливную систему на прием из другой расходной цистерны, спустить воду из расходной цистерны и системы
3. В одном или нескольких топливных насосах заклиниваются плунжеры или зависают всасывающие клапаны	Устранить заедание или заменить плунжерную пару, клапан
4.Зависла игла па одной из форсунок (для дизелей, не имеющих невозвратных клапанов на форсунках и нагнетательных клапанов на топливных насосах)	Заменить форсунку. Удалить воз дух из топливной системы

Дизель внезапно останавливается.

Причина	Принимаемые меры
1. В топливную систему попала вода
2. Неисправен регулятор частоты вращения	Устранить неисправность регулятора
3. Сработала система аварийной защиты дизеля вследствие выхода контролируемых параметров за допустимые пределы либо из-за неисправности системы	Проверить значения контролируемых параметров. Устранить неис правность системы
4. Закрылся быстрозапорный клапан на расходной цистерне	Открыть быстрозапорный клапан
5. Нет топлива расходной цистерне	Переключиться на другую расходную цистерну. Удалить воздухизсистемы
6, Топливный трубопровод засорен	Очистить трубопровод.

Частота вращения резко увеличивается, дизель идет «вразнос».

Немедленная мера. Уменьшить частоту вращения либо остановить дизель посредством рычага управления. Если дизель не останавливается, закрыть подручными средствами воздухоприемные устройства дизеля, прекратить подачу топлива к дизелю.

Причина	Принимаемые меры
1. Резкий сброс нагрузки с дизеля (потеря гребного винта, разобщение соединительной муфты, резкий сброс нагрузки с дизель-генератора и т. п.) при одновременной еисправности регуляторов частоты вращения (всережимного и предельного) или их приводов	Осмотреть, отремонтировать и от регулировать регулятор и привод от него к отсечному механизму топливных насосов. Устранить причину сброса нагрузки
2. Неправильно установленная нулевая подача топлива, наличие топлива или масла в продувочном ресивере большой занос масла из картера в камеру сгорания тронкового дизеля (дизель разгоняется после запуска на холостом ходу или снятия нагрузки)	Немедленно нагрузить дизель илипрекратить доступ воздуха в воздухозаборные устройства. После остановки отрегулировать нулевую подачу, произвести ревизию дизеля

Список литературы

1. Ваншейдт В.А., Конструирование и расчёты прочности судовых дизелей, Л. "Судостроение" 1966

2. Самсонов В.И., Судовые двигатели внутреннего сгорания, М "Транспорт" 1981

3. Справочник судового механика. Том 2. Под общей редакцией Грицая Л.Л.

4. Фомин Ю.Я., Судовые двигатели внутреннего сгорания, Л.: Судостроение, 1989

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Кинематический анализ двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Построение планов скоростей и ускорений. Определение внешних сил, действующих на звенья механизма. Синтез планетарной передачи. Расчет маховика, делительных диаметров зубчатых колес.

контрольная работа , добавлен 14.03.2015


Описание двигателя внутреннего сгорания как устройства, в котором химическая энергия топлива превращается в полезную механическую работу. Сфера использования этого изобретения, история разработки и усовершенствования, его преимущества и недостатки.

презентация , добавлен 12.10.2011


Общие сведения о двигателе внутреннего сгорания, его устройство и особенности работы, преимущества и недостатки. Рабочий процесс двигателя, способы воспламенения топлива. Поиск направлений совершенствования конструкции двигателя внутреннего сгорания.

реферат , добавлен 21.06.2012


Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – устройство, преобразующее тепловую энергию, получаемую при сгорании топлива в цилиндрах, в механическую работу. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.

реферат , добавлен 06.01.2005


Общая характеристика судового дизельного двигателя внутреннего сгорания. Выбор главных двигателей и их основных параметров в зависимости от типа и водоизмещения судна. Алгоритм теплового и динамического расчета ДВС. Расчет прочности деталей двигателя.

курсовая работа , добавлен 10.06.2014


Общие сведения об устройстве двигателя внутреннего сгорания, понятие обратных термодинамических циклов. Рабочие процессы в поршневых и комбинированных двигателях. Параметры, характеризующие поршневые и дизельные двигатели. Состав и расчет горения топлива.

курсовая работа , добавлен 22.12.2010


Расчет октанового числа бензина, необходимого для двигателя внутреннего сгорания. Показатели качества бензинов и дизельных топлив. Определение марки и вида дизельного топлива. Определение марки моторного масла по типу двигателя и его форсированности.

контрольная работа , добавлен 14.05.2014


Определение параметров рабочего цикла дизеля. Выбор отношения радиуса кривошипа к длине шатуна. Построение регуляторной характеристики автотракторного двигателя внутреннего сгорания. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма, параметров маховика.

курсовая работа , добавлен 29.11.2015


Характеристика дизельного топлива двигателей внутреннего сгорания. Расчет стехиометрического количества воздуха на 1 кг топлива, объемных долей продуктов сгорания и параметров газообмена. Построение индикаторной диаграммы, политропы сжатия и расширения.

курсовая работа , добавлен 15.04.2011


Общее местоположение описываемого предприятия, его организационная структура. Поршень двигателя внутреннего сгорания: конструкция, материалы и принцип работы. Описание конструкции и служебное назначение детали. Выбор режущего и мерительного инструментов.

Выбор типа главной передачи и главного двигателя будем производит в комплексе. Подбор вариантов главного двигателя будем производить на основе расчетной эффективной мощности. Рассмотрим 3 дизеля:

Характеристики принимаемых ДВС.

		Цилиндровая мощность, кВт	Число ци-	Эффективная мощность, кВт	Удельный расход топли- ва, г/кВтч	оборотов,
«МАН-Бурмейстер и Вайн S50MC-C»
«МАН-Бурмейстер
«МАН-Бурмейстер

Требуемая мощность одного ГД=кВт

Из таблицы видно, что наименьший удельный расход топлива у «МАН-Бурмейстер и Вайн S60MC», он является малооборотным, что допускает его работу на винт без использования понижающей передачи. Эти показатели увеличивают экономичность двигателя и упрощают процесс эксплуатации.

Подводя итог, принимаем в качестве варианта СЭУ, устанавливаемого на проектируемое судно, СДУ. В качестве главного двигателя и типа передачи принимаем МОД «МАН-Бурмейстер и Вайн» S60MC с прямой передачей и ВФШ. Для обеспечения требуемой мощности необходимо установить два таких двигателя.

Основные характеристики двигателя «МАН-Бурмейстер и Вайн» S60MC

Выбор количества валопроводов и типа движителя

Количество валопроводов выбираем из задания на курсовой проект в соответствии с количеством движителей. Проектируемое судно должно иметь два движителя. В качестве главных используются МОД с прямой передачей, поэтому принимаю решение установить две одновальные СДУ. Такая схема обеспечивает высокую живучесть и маневренные качества. При выборе типа движителя рассматривают преимущества и недостатки каждого из типов, целесообразность его применения на данном судне, первоначальную стоимость судна и эксплуатационные затраты. Установка с ВФШ проще и дешевле, удобнее в обслуживании, наиболее ремонтопригодна, по сравнению с ВРШ. Так же у ВРШ несколько меньший (на 1- 3 %), чем у ВФШ к.п.д. из-за большого диаметра ступицы, в которой размещается механизм поворота. Это определило широкое распространение установок с ВФШ на судах транспортного морского флота с установившимися режимами плавания: нефтеналивных, сухогрузных судах, лесовозах, углерудовозах, транспортных рефрижераторах, судах рыбопромыслового флота.

Применение винта регулируемого шага дает возможность быстрого перехода с переднего на задний ход улучшает маневренные качества судна.

Из выше сказанного следует, что для данного судна целесообразным будет применение ВФШ.

В соответствии с требованием Регистра, реверс дизеля должен осуществляться за 12 секунд. Изменение направления вращения двигателей обеспечивается изменением фаз воздухо и газораспределения и моментов топливоподачи. В 4-тактных двигателях реверс осуществляется с помощью 2-х комплектов кулачных шайб воздухо, топливо и газораспределения, которые перемещаются в осевом направлении вместе с распределительным валом. Аналогичное решение применяла фирма МАН в своих 2-тактных дизелях.

Фирма Зульцер

Применяет для реверса 2-тактных ДВС одни комплект кулачных шайб. Реверс осуществляется до пуска двигателя путем разворота распределительного вала на требуемый угол относительно коленчатого вала с помощью специального сервомотора.

В двигателях фирмы Бурмейстер и Вайн валик воздухораспределителя имеет 2 комплекта кулачков и при реверсе перемещается в осевом направлении. Вал топливо и газораспределения в малооборотных двигателях старой конструкции имел один комплект шайб и реверсировался после того, как двигатель начинал вращаться на противоположный ход (коленчатый вал как бы разворачивался относительно распределительного вала).

В двигателях 4-й модификации фирма Бурмейстер и Вайн перешла на реверс распредвала по тому же принципу, что и Зульцер. В наиболее распространенных современных двигателях ряда МС фирмы MAN - B&W распределительный вал вообще не реверсируется; вместе с реверсом воздухораспределителя изменяются лишь моменты топливоподачи путем перемещения серьги толкателя ТНВД с помощью сервомотора индивидуально на каждый цилиндр.

Успешность реверсирования и запуска двигателя на задний ход зависит от того, с какого режима работы требуется реверс. Если при маневрировании скорость судна близка к 0, двигатель работает малым ходом или даже остановлен, то реверс не вызывает затруднений. Реверсирование со среднего или полного хода является особо сложной и ответственной операцией, поскольку обычно связано с аварийной ситуацией. Сложность возрастает тем в большей степени, чем больше водоизмещении и скорость хода судна.

При необходимости реверса с полного хода (точка 1 на рис. 3) отключается подача топлива в цилиндры. При этом движущий момент становится равным 0, частота вращения довольно быстро - за 3-7 секунд - падает до n = (0,5-0,7)n н . Уравнение движения в этот период имеет вид:

I (d ω / d τ) = M В + M Т (№ 2)

• где ℑ (dω/dτ) - момент от сил инерции;
• M В - момент, развиваемый винтом;
• M Т - момент от сил трения.

Гребной винт вращается за счет сил инерции валопровода и двигателя и создает некоторый положительный упор. При некоторой частоте вращения момент и упор винта становятся равными нулю, хотя винт продолжает вращаться в прежнем направлении (точка 2 рис. 3). При дальнейшем снижении частоты вращения упор становится отрицательным, винт начинает работать как гидротурбина за счет инерции корпуса судна. Уравнение движения в этот период имеет вид:

I (d ω / d τ) + M В — M Т (№ 3)

Дальнейшее снижение частоты вращения обеспечивается за счет момента от сил трения M Т и снижения скорости движения корпуса судна (уменьшения момента M В ). Двигатель остановится, когда правая часть приведенной выше зависимости станет равна ее левой части (точка 3 на рис. 3). При этом скорость судна обычно снижается до 4.5-5.5 узлов. Для достижения этого момента требуется длительное время (от 2 до 10 минут), которое порой отсутствует. Поэтому приходится прибегать к остановке валопровода с помощью “контрвоздуха”, подаваемого в цилиндр через пусковые клапаны.

Рис. 3 Кривые действия винта при торможении контрвоздухом с полного (пх) и среднего (сх) хода

Порядок реверса при контрвоздухе

1. После выключения подачи топлива рычаг реверса переводят из положения “вперед” в положение “назад”, хотя коленчатый вал продолжает при этом вращаться вперед, распределительный вал реверсируется;
2. В районе точки 2 (рис. 3) в цилиндр начинает подаваться пусковой воздух, при этом двигатель тормозится, т.к. подача воздуха приходится на линию сжатия;
3. После остановки двигатель раскручивается на воздухе в направлении “назад” и переводится на топливо.

Если при нормальном пуске подача воздуха в цилиндр осуществлялась на линии расширения от углов φ В1 = 0 до φ В2 = 90° пкв после ВМТ, то при подаче контрвоздуха геометрические моменты воздухоподачи меняются на противоположные. Воздух начинает поступать в цилиндр на линии сжатия за 90° пкв до ВМТ и заканчивает поступать в районе ВМТ. При этом действительные моменты воздухоподачи и эффективность торможения контрвоздухом зависят от конструкции пусковых клапанов цилиндров.

Если тарелка пускового клапана имеет тот же диаметр, что и поршень управления, то клапан закроется при достижении давления в цилиндре Р Ц примерно равном давлению Р В в пусковой магистрали (рис. 4).

Рис. 4 Характеристики равновесия пусковых клапанов

а) п р и D у = D к л;

б) п р и D у = 1 , 73 D к л

Это происходит намного раньше геометрического конца подачи воздуха в цилиндр. При этом воздух, оставшийся в цилиндре, будет сжиматься и продолжать затормаживать двигатель. В районе ВМТ часть воздуха стравится в атмосферу через предохранительный клапан. Количество стравленного воздуха - небольшое, учитывая небольшое сечение предохранительного клапана. При дальнейшем движении поршня, когда он пройдет ВМТ, сжатый воздух расширяется и продолжает раскручивать дизель. Таким образом, если двигатель остановится до прихода поршня в ВМТ, то торможение контрвоздухом будет эффективным, если не остановится - контрвоздух неэффективен. Такая картина торможения контрвоздухом наблюдается в малооборотных двигателях фирмы МАН.

Если площадь управляющего поршня больше тарелки клапана (двигатели Бурмейстер и Вайн, Зульцер), то для закрытия клапана требуется гораздо большее давление в цилиндре (рис. 4). Клапаны открываются при торможении контрвоздухом на ходе сжатия, и после достижении давления Р Ц - P В воздух из цилиндра начинает перетекать при высоком давлении в пусковую магистраль. Поршень совершает работу выталкивания на линии сжатия.

Пусковой клапан закрывается в соответствии с геометрическим моментом воздухонодачи. При таком клапане работа сжатия оказывается гораздо больше работы расширения, эффект торможения контрвоздухом хороший. Воздух, выталкиваемый из цилиндра в пусковую магистраль, поступает в соседний цилиндр, что уменьшает расход пускового воздуха. При таком типе пусковых клапанов снижается выбег судна за счет более скорого запуска дизеля на задний ход.

При реверсе с полного хода двигатель обычно передерживается на воздухе - для гарантии запуска в противоположном направлении. Этого делать не надо - необходимо лишь при переводе на топливо топливную рейку поставить на большую подачу.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

«Одесская национальная морская академия»

Курсовая работа

По дисциплине: Судовые двигатели внутреннего сгорания

Выполнил

Писаренко А.В

Проверил:

проф. Горбатюк В.С.

Одесса 2012

Введение

Многолетняя практика показала, что на всех типах судов торговых и специализированного флота, в качестве главных двигателей преимущество применения получим двигатель внутреннего сгорания.

Высокая экономичность по удельному расходу топлива, высокий эффективный коэффициент полезного действия, значительный моторесурс и надежный в работе двигатель являются основными причинами применения дизеля на морском флоте.

Наряду с часто используемым комплексом, который состоит из поршневого двигателя, газовых турбин и компрессоров, на транспортных судах с мощными дизельными установками. Большую часть времени работающих в постоянном режиме полной нагрузки на переходах между портами широкое применение находят схема комбинированного типа с утилизацией теплоты выпускных газов в Г.Т.Н. и в утилизационном котле, что значительно повышает экономичность двигателя. При достаточности пара утилизационного котла дополнительно устанавливают турбогенератор, обеспечивающий судно электроэнергией на ходу, что позволяет экономить топливо на работу дизель генератора.

Подобные дизельные установки оборудованы средствами дистанционного управления, системами и прибора ми постоянно го контроля рабочими параметрами температур ответственных узлов двигателя охлаждающей жидкости и масла, системами аварийно-предупредительный сигнал защиты с записью всех отключений параметров от допустимых пределов на контрольную ленту.

В настоящее время и в ближайшем будущем основным направлением развития судового дизель строения предусматривается совершенствование рабочего процесса двигателя направленного на повышение экономичности в расходе топлива, масла, глубокую утилизацию теплоты отработанных газов и охлаждающей воды, повышение надежности дизелей на всех эксплуатационных режимах, на совершенствования конструкции и применения, более качественных материалов.

На судах транспортного и специализированного флота широкое применение получим ведущих дизель - строительных фирм в числе которых: «Бурмейстер и Вайн» (Дания), «MAN» (Ф.Р.Г.), «Зульцер» (Швейцария), «Бурянский мотостроительный завод» (Россия).

Для выполнения курсового проекта в качестве двигателя-прототипа применить двигатель фирмы «Бурмейстер и Вайн» марки 5ДКРН 62/140

1. Конструктивные данные двигателя

Двигатель двухтактный, с прямоточно-клапанной продувкой, крейцкопфный, реверсивный, с надувом, правого вращения, с числом цилиндров 8 и агрегатной мощностью 10000 л. с.

Система продувки при работе двигателя на задний ход выпускной клапан открывается на 83 до н.м.т. и закрывается при 63 после н.м.т. Надув двигателя газотурбинный.

Система продувки при работе на передний ход имеет следующие газораспределения. Открытие выпускного клапана происходит при 89 до н.м.т. закрытия при 57 после н.м.т. Угол открытия выпускного клапана при 146 продувочных окон при 76 поворота коленчатого вала.

Воздух в цилиндр подается центробежным нагнетателем через имеющий ребра трубчатый воздухоохладитель, общий сварной ресивер и под поршневые полости.

Топливоподающая система двигателя устроена следующим образом. Топливоподкачивающий насос - поршневой, двухцилиндровый, с давлением нагнетания 3-4МПа. Он приводится в движение от кривошипа на носовом конце коленчатого вала. Фильтры тонкой очистки - с патронами из тонкого войлока.

Насос высокого давления - золотникового типа, с регулировкой по концу подачи. Максимальное давление впрыска составляет 600 кПсм. Плунжер имеет диаметр 28 мм и ход 42 мм. Кулачковая шайба - симметричного профиля, состоящая из двух половин.

Форсунка закрытого типа охлаждается топливом. Давление открытия силы 220 кПсм. Игла с плоским концом имеет подъем 0,7 мм, сопло - с тремя отверстиями диаметром 0,67 мм.

На носовом торце станины размещен холодильник дизельного топлива, а при системе тяжелого топлива - подогреватель топлива с термостатом.

Система охлаждения цилиндров, выпускной клапан - замкнутая, двухконтурная, с приводом насосов от электродвигателей.

Пресная вода подводится к цилиндрам под давлением!,8 атм. от магистрали и, пройдя крышки и корпуса выпускных клапанов, отводится при температуре 6065 °С через патрубки в магистраль. Забортная вода на охлаждение воздухоохладителей поступает под давлением 0,8 атм. и отводится при температуре 40-45 °С по трубопроводам.

Циркуляционная система смазки обслуживается насосами с приводом от электродвигателя. Масло для кривошипно-шатунного механизма, приводного отсека упорного механизма, приводного отсека, упорного подшипника и привода выпускных клапанов поступает под давлением 1,8атм. по магистрали.

Втулка цилиндров, выполнена из легированного чугуна, имеет 18 продувочных окон высотой 9,8 мм с суммарной 1008 мм. В горизонтальной плоскости окна имеют тангенциальное направление. Втулка уплотняется по рубашке вверху притиркой опорных поверхностей, внизу - одним красномедным пояском. На зеркало втулки смазка поступает над продувочными окнами по двум штуцерам с шариковыми невозвратными клапанами. Крышка цилиндра из жаростойкой легированной стали уплотняется по торцу втулки притиркой, в крышке размещены, выпускной клапан со средним диаметром 250 мм при ходе 66 мм, две форсунки, предохранительный клапан и индикаторный кран. Из цилиндра в крышку охлаждающая вода переходит к двум патрубкам и по двум патрубкам из крышки в корпус выпускного клапана поршень - двигателя составной. В головке из легированной стали размещаются три верхних уплотнительных кольца высотой 10 мм и шириной 17 мм. Короткая направляющая выполнена из легированного чугуна.

Сварной вытеснитель и радиальные отверстия в цилиндрической части днища поршня способствует лучшему отводу тепла от стенок к маслу. Масло подводится по трубке. Шток диаметром 170 мм из углеродистой стали крепится к головке поршня через направляющую фланцем при помощи шпилек. С поперечиной крейцкопфа шток соединяется торцевой кольцевой поверхностью посредствам направляющего цилиндрического хвостовика с чайкой. В нижней части штока масло подводится трубка, уплотнена втулкой, разделяющей подводящую полость от сливной. Сальник штока с чугунным корпусом из нескольких частей имеет два маслосъемных и два уплотнительных кольца.

Крейцкопф двигателя двухсторонний, с 4-я ползунами из литой стали, которые шпильками закреплены к горцам стальной кованой поперечины. Рабочие поверхности ползунов залиты баббитом. Шатун с отъемными головными и шариковыми подшипниками, изготовленными из литой стали и залиты баббитом. Головные подшипники диаметром 280 мм и шириной 170 мм имеют по два шатунных болта и Мотылевым диаметром 400 мм с шириной верхней половинки 240 мм ширина нижней головки подшипника 170 мм имеют два полных шатунных болта. Болты выполнены из легированной стали, не имеют центрирующих поясов. Стержень шатуна диаметром 190мм с жесткой без вильчатой головкой полый, изготовленный из легированной стали. Стержень шатуна и подшипники имеют отверстия для подвода масла от мотылевого подшипника к головным.

Коленчатый вал составной: рамовые и мотылевые шейки из углеродистой стали имеют диаметр 400 мм, длину по 254 мм; шени из литой стали шириной 660 мм при толщине 185 мм; полые шейки закрыты по торцам крышки и на винтах. По условиям смазки и прочности радиальные отверстия б Мотылевых шейках смещены от плоскости коленчатого вала.

По условиям уравновешивания двигателя некоторые щеки отлиты с противовесами. Упорный подшипник двигателя одногребенчатый, с шестью качающимися упорными сегментами переднего и заднего хода, которые размещены в 2-ух секторах, и закрепляющихся в сварном корпусе двумя крышками. Валоповоротное устройство включает электродвигатель, соединенный с колесом на упорном валу через две червячные передачи.

Из поддона при температуре 45-52 °С масло отводится в сточную цистерну.

Смазка втулок рабочих цилиндров производиться от лубрикаторов с приводом распределительного вала. Подшипники газотурбонагнетателей получают смазку от самостоятельной системы с шестеренчатым насосом, имеющим привод от электродвигателя.

Привод распределительного вала топливных насосов и распределительного вала выпускных клапанов выполнен одинарной рашковой цепью с шагом 89 мм. От эксцентрика по распределительному валу выпускных клапанов получает движение индикаторный привод для каждого цилиндра, состоящий из рычага и корончатой тяги. Кулачковый валик золотникового воздухораспределителя в блочном исполнении имеет цепной привод от распределительного вала, топливных насосов.

Пост управления двигателя имеет пускореверсивную и топливную рукоятку. Пуск двигателя осуществляется сжатым воздухом давление ЗО кг/см с одновременной подачей топлива. Изменение направления вращения вала двигателя производится после реверсирования воздухораспределителя автоматически в пусковые состояния проворачиванием коленчатого вала относительно застопоренных распределительных валов топливных насосов и выпускных клапанов.

На месте у поста управления установлены: механический тахометр, указатель направления вращения, суммарный счетчик оборотов двигателя, манометры давления масла, топлива, продувочного воздуха, пресной и забортной воды, масла и выпускных газов. У поста управления размещены так же дистанционные тахометры для каждого газотурбонагнетателя и маховик запорного пускового воздуха.

Фундаментная рама, станина с А-образными полотнами, подставка, состоящая из двух секций, и остов, приводного отсека - сварной конструкции.

Рама со станиной соединены короткими болтами. На стойках закреплены двухсторонние чугунные параллели. Отсеки картера закрыты стальными съемными щитами со смотровыми окнами и предохранительными пластинчатыми пластинами, нагруженными пружинами. Блок цилиндров состоит из отдельных крупных рубашек. Для повышения скорости воды в охлаждающей полости уменьшено проходное сечение - особенно в районе верхней чести втулки. Рубашки имеют люки для осмотра полостей охлаждения. Короткие анкерные связи из легированной стали соединяют рубашки цилиндров через подставку с верхней усиленной плитой стояк картера. Связи размещены в полостях разъема рубашек.

2. Тепловой расчет

Основной задачей поверочного расчета является оценка параметров рабочего цикла на эксплуатационном режиме работы двигателя. При этом используются значения параметров контролируемых в эксплуатации с помощью штатных приборов.

2.1 Процесс наполнения

Давление воздуха на входе в компрессор.

P0? = P0-Дрф кгс/см (1)

Где, P0-барометрическое давление,720 мм.рт.ст.(задано)

Дрф-перепад давления на воздушных фильтрах ГТК,93 мм вод.ст(задано)

1мм.рт.ст.=0,00136 кгс/см

1мм.вод.ст=0,0001 кгс/см

P0?=720*0,000136-95* 0,0001=0,96

Давление воздуха после компрессора

рк=рs + Дрх кгс/см (2)

где, рs - давление воздуха в ресивере(после холодильника),1,42 кгс/см

Дрх -перепад давления на воздухоохладителях 250 мм.вод.ст.(задано)

рк=1.6+140*0,0001=1.614

Степень повышения давления в компрессоре

р к= рк/ P0? (3)

р к=1.614/0.96=1.68

Давление в цилиндре в конце наполнения

Для двухтактных двигателей с прямоточно-клапанной продувкой и с контурно-петлевой фирмы Зульцер.

ра=(0.96-1.05) рs (4)

Для расчета принимаем 1.01

Ра=1.01*1.6=1.616

Температура надувочного воздуха в ресивере(после холодильника)

Тк=Т? с *рк ^(nk-1/nk) K (5)

где Т? с= Т0= 273 +t0- температура воздуха на входе в компрессор

nk- показатель политропы сжатия в компрессоре. Для центробежных насосов с охлаждаемым корпусом nk=1.6-1.8. Для расчета принимаем nk=1.7

Т? с=273+35=308

Тк =308*1.616^(1.7-1/1.7)=375.76

Температура воздуха в ресивере

Тs=273+ tз.в. +(15-20) К (6)

где tз.в - температура забортной воды (tз.в =17С)

Тs=273+10+17=300

Температура воздуха в рабочем цилиндре с учетом подогрева (Дt) от стенок камеры сгорания.

Т?s= Тs + Дt К (7)

Где Дt=5-10С для расчета принимаем Дt=7С

Температура смеси воздуха и остаточных газов в конце наполнения

Та= (Т?s+ r Tr) /1+r K (8)

где r - коэффициент остаточных газов. Для двухтактных с прямоточно-клапанной продувкой r =0.04-0.08.

Для расчета принимаем r=0,06

Tr-температура остаточных газов Tr=600-900.Для расчета принимаем Tr=750

Ta=(307+0.06 *750) /1+0.06=332

Коэффициент наполнения отнесенный к полезному ходу поршня

з н= (/ -1)* (pG/ps)* (Ts/Ta)*(1/1+r) (9)

где -значение степени сжатия. Для малооборотных двигателей =10-13. Для расчета принимаем =12

з н=(12/12-1)*(1.616/1.6)*(301/332)*(1/1+0,06)=0.94

Коэффициент наполнения отнесенный к полному ходу поршня.

з? н= з н(1- s) (10)

где s - относительный потерянный ход поршня. Для двигателей с прямоточно-клапанной продувкой s=0.08-0.12. Для расчета принимаем s=0.1

з? н=0.94(1-0.1)=0.85

Полный рабочий объем цилиндра.

V?s= рD^2/4*S m

V?s=0.785*0.62^2*1.4=0.24

Плотность надувочного воздуха

s=10^4*Ps/R*Ts кг/м

где R=29.3 кгм/кг град(287 Дж/кг рад)-газовая постоянная

s=10^4*1.6/29.3*301=1.8

Заряд воздуха, отнесенный к полному рабочему объему цилиндра.

(кг/цикл) (11)

где d - влагосодержание воздуха, определяемое в зависимости от температуры и относительной влажности (табл. 1)

2.2 Процесс сжатия

Для мало- и среднеоборотных двигателей n1 =1.34+1.38. Для расчёта принимаем 1,36

Первое приближениеn1 =1,36

Второе приближениеn1 =1,377

Принимаемn1 =1,375

Давление в конце процесса сжатия.

Рс = р а * кгс/см (13)

Pc= 1.616-12" 377 =49.48

Температура в конце процесса сжатия.

Тс = Та* К (14)

Тс = 333 -12 0 - 377 =849.7

Для надёжного самовоспламенения топлива Тс должно быть не ниже 480+ 580"С или 753 +853 "К.

2.3 Процесс сгорания

Максимальное давление сгорания.

р: = рс *л кгс/см (15)

где, л=Pz/Pс - степень повышения давления. Для малооборотных двигателей л = 1.2 /1.35. Для расчёта принимаем л = 1,3

р z = 49.48 *1.3 = 64.32

Максимальная температура сгорания определяется из уравнения сгорания, которое можно привести к виду.

АТz 2 +ВТz -C=о

Решая квадратное уравнение, получим:

где, жz - коэффициент использования теплоты к моменту начала расширения; Для малооборотных двигателей жz = 0.80 0.86.

Для расчёта принимаем жz=0.83

Низшая теплота сгорания

Qн = 81С + 300Н -26(0-S)- 6(9 Н + W) ккал/кг, (17)

где, С, Н, 0,W, - содержание углерода, водорода, серы и воды % Для расчёта нам задан флотский мазут Ф-12. Из таблицы 2 принимаем С=86,5%, Н=12,2%, S=0,8%, О=0,5%, Qн =9885ккал/кг.

Количество воздуха теоретически необходимое для полного сгорания 1кг топлива:

в объёмных единицах

Lo= кмоль/кг (18)

в единицах массы

Go=Lo *мo кг/кг (19)

где мо =28,97 кг/кмоль - масса 1 кмоля воздуха

G0 = 0.485 * 28.97 = 14

Количество воздуха, действительно подаваемое в цилиндр для полного сгорания 1кг топлива:

в объёмных единицах

L=d*L0 кмоль/кг (20)

в единицах массы

G = d * G 0 кг/кг (21)

где d - коэффициент избытка воздуха при сгорании топлива. Для малооборотных двигателей d = 1.8 + 2.2. Для расчёта принимаем d =2.

L = 2*0.485 = 0.97

Теоретический коэффициент молекулярного изменения. (22)

Действительный коэффициент молекулярного изменения.

Средняя мольная изохорная теплоёмкость смеси свежего заряда воздуха и остаточных газов, в конце процесса сжатия.

(мС v) с см = (мCv) с воз = 4.6 + 0.0006 * Тс ккал/кмоль град (24)

(мС v) с см =4.6 + 0.0006-849.7 = 5.11

Средняя мольная изобарная теплоёмкость смеси «чистых» продуктов сгорания с оставшимися в цилиндре после сгорания избыточным воздухом и остаточными газами.

Подставим полученные значение в уравнение (25).

2.4 Процесс расширения

Степень предварительного расширения.

Степень последующего расширения.

Средний показатель политропы расширения з2 определяется методом последовательного приближения из уравнения:

Так как нам не требуется большая точность при расчётах з2 по формуле (28), то значение з2 для малооборотных двигателей з2 = 1.27/ 1.29, выбираем з2 =1.28

Давление в конце расширения. (29)

рb = 64.32*1/6.59 1 " 28 = 5.75

Температура в конце расширения. (30)

2.5 Параметры газа в выпускном тракте

Среднее давление газов за выпускными органами цилиндров.

рr- = рs-жn кгс/см (31)

где жn=(0.88/0.96) - коэффициент потери давления при продувке во впускных и выпускных органах. Для расчёта принимаем жn =0.92.

Pr=1.6*0.92 = 1.47

Среднее давление газа перед турбинами

PТ=Pr*жr кгс/см (32)

где, жг = 0.97 + 0.99) - коэффициент потери давления при продувке в выпускном от цилиндра до турбин. Для расчёта принимаем жг =0.98.

PТ = 1.47 *0.98 = 1.44

Средняя температура газов перед турбинами. (33)

где, qг = (0.40 + 0.45) - относительная потеря теплоты с выпускными газами перед турбинами. Для расчёта принимаем qr=0.43. ц а - коэффициент продувки. Для двухтактных с ГТН цa = 1.6 / 1.65. Для расчёта принимаем ца =1.63.

С Р г = (0.25 / 0.26) - средняя изобарная теплоёмкость газов. Для расчёта принимаем Сpr=0.26.

2.6 Энергетические и экономические показатели двигателя

Среднее индикаторное давление теоретического цикла, отнесённое к полезному ходу поршня, по формуле Мазинга- Синецкого.

Pн=кгс/ (34)

Среднее индикаторное давление теоретического цикла, отнесённое к полному ходу поршня.

Среднее индикаторное давление предполагаемого действительного цикла.

Где, -коэффициент скругления диаграммы. Для двухтактных с прямоточно-клапанной продувкой. Для расчёта принимаем

P=12.14*0.97=11.77

Индикаторная мощность двигателя на эксплуатационном режиме.

Где, z- коэффициент тактности. Для двухтактных двигателей z=1

Номинальная индикаторная мощность двигателя.

Где, механический КПД двигателя на номинальном режиме. Для двухтактных

Для расчёта принимаем

Механический КПД двигателя нВ эксплуатационном режиме.

Среднее эффективное давление на эксплуатационном режиме.

Pc = 11.77-0.92 =10.82

Эффективная мощность двигателя на эксплуатационном режиме.

Nc=Ni*зm л.с. (41)

Nс=7439 -0.92* 6843.88

Удельный индикаторный расход топлива на эксплуатационном режиме.

кг/л.с.ч. (42)

Удельный эффективный расход топлива на эксплуатационном режиме.

кг/л.с.ч. (43)

Часовой расход топлива на эксплуатационном режиме.

Цикловая подача топлива на эксплуатационном режиме.

Индикаторный КПД на эксплуатационном режиме.

Эффективный КПД на эксплуатационном режиме.

з= 0.49-0.92 = 0.45

2.7 По строение индикаторной диаграммы

Принимаем объём цилиндра Va в масштабе равном отрезку А=120мм.

На оси абсцисс откладываем найденные объёмы. Определим масштаб ординат:

мм/кгс/см

В - длина отрезка в 1,3-1,6 раза меньше отрезка А. Принимаем В в 1,5 раза. В=80мм.

Определяем промежуточные объёмы и соответствующие им давления сжатия и расширения. Расчёт выполнен в табличной форме.

По данным таблицы наносим на диаграмму характерные точки и строим политропы сжатия и расширения. Построенная диаграмм является теоретической (расчётной).

Для построения предполагаемой индикаторной диаграммы округляем углы теоретической диаграммы в точках С. Z и Z. Действительный процесс выпуска начинается в т. Ь, положение которой на диаграмме найдём с помощью диаграммы Ф.А. Брикса.

Радиус кривошипа в масштабе Чертежа.

Поправка Брикса.

где л- простейшая кривошипно-шатунного механизма. Принимаем л =0,25. Угол (ць начала открытия выпускного клапана принят равным 90 П.К.В. до Н.М.Т.

Из т. О с помощью транспортира от оси абсцисс откладываем угол (ць, проводим вертикаль до пересечения с кривой расширения и находим положение точки Ь. > Точки Ь и а соединяем кривой.

Таблица 1

3. Динамический расчёт двигателя

3. 1 Задачи кинематического и динамического анализа движения криво шипно-шатунного механизма (КШМ)

Детали двигателя внутреннего сгорания при его работе находятся под действием различных сил. Наиболее ответственным узлом ДВС является КШМ.

В КШМ двигателя во время его работы действуют следующие силы:

1} Давление газов на поршень:

где: р г - давление газа в цилиндре двигателя, МПа;

F- площадь днища поршня с () ;

2) Инерция поступательно движущихся масс

где: m пд - масса поступательно движущихся частей, кг;

а - ускорение поршня м/ ;

3) Силы тяжести поступательно движущихся масс:

4) Силы трения.

Они не поддаются точному теоретическому определения и включаются в механические потери двигателя. Силы веса (тяжести) малы по сравнению с другими силами и поэтому их обычно не учитывают в приближенных расчетах.

Суммарная движущаяся сила:

Поскольку мы ещё не знаем массы деталей проектируемого ДВС, то для расчета используют удельные силы, отнесенные к единице поршня на см 2 (м 1). Таким образом:

3. 2 Определение движущей силы

Способ построения

Индикаторная диаграмма, построенная на основе расчета рабочего процесса, дает зависимость р г от хода поршня. Для дальнейших расчетов необходимо связать силы, действующие на ДВС, с углом поворота коленвала.

Параллельно оси абсцисс индикаторной диаграммы, построенной по результатам расчета параметров цикла ДВС, проводят прямую АВ. Отрезок АВ делят точкой О пополам и из этой точки радиусом OA описывают полуокружность. От центра окружности (точки О) в сторону НМТ откладывают отрезок 00 1 = 0,5г - поправка Брикса, где г =ОА (для сохранения масштаба).

Постоянная КШМ;

где: R - радиус кривошипа;

L - длина шатуна между осями подшипников.

Величину I принимают в следующих пределах:

Для малооборотных крейцкопфных двигателей 1/4.2 - 1/3.5;

В нашем случае принимаем X = 0.25.

Из O1 (полюс Брикса) описывают произвольным радиусом вторую окружность (больше первой) и делят ее на равные части (обычно через 5-15°). Из полюса Брикса проводят лучи через точки деления второй окружности.

Для построения диаграммы принимаем -п.к.в.

Для развернутой индикаторной диаграммы Р г = (а) принимаем масштаб по оси ординат М орд = 10 мм. I МПа и по оси абсцисс М абц = 20 град, 1см.

Т.к. принятый масштаб по оси ординат в 1,5 раза меньше масштаба диаграммы р - V, поэтому снимаемые с нее ординаты делятся на 1,5 и откладываются для соотв. а на диаграмме Р г = (а).

Для построения диаграммы сил инерции Р г = ѓ (а) принимаем т пд = 7000

Диаграмма движущихся сил строиться суммированием ординат диаграмм Р, =/(а) и Р ы =/(а) с учетом их знаков.

3. 3 Построение диаграммы касательных сил

1. Способ построения диаграммы для одного цилиндра:

Диаграмму касательных сил строим в тех же масштабах, что и диаграмму движущихся сил: М абц = 20 град /см, М орд = 10 мм/ МПа.

Составляем таблицу 3. Тригонометрическую функцию: определяем для = 1 / 4 из таблицы 2; Р д - на основании рис. 3 в мм.

Касательную силу (тангенсальную) определяем по формуле:

Ра - движущая сила (см. выше).

Тригонометрическая функция, которая определяется по таблице 3 в зависимости от а п.к.в. и:

Угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра.

Определенные величины - , Р 0 , Р К сводятся в таблицы 3 и 4, на основании которых строится диаграмма касательных сил для одного цилиндра (рис. За).

Таблица 3

Рабочий ход (расширение)

Таблица 4. Расчёт сил инерции поступательно движущихся масс Р и =ѓ(a) МПa

	Двигатель 5 ДКРН 62/140

2. Способ построения суммарной диаграммы касательных сил.

Суммарная диаграмма касательных сил строится в тех же масштабах, что и диаграмма касательных сил одного цилиндра (Рис.36)

Определяем удельную силу сопротивления

И среднюю касательную силу

Масштаб оси ординат =10 мм/МПа, следовательно

Погрешность построения диаграммы

Что допустимо

3. 4 Расчет маховика

судовой двигатель шатунный маховик

Для расчета маховика в начале задаются величины неравномерности вращения коленвала:

Определяем масштаб площади суммарной диаграммы

Касательно

Планируем площадь избыточной работы:

Определяем удельную избыточную работу:

Тогда избыточная работа:

где: R - радиус кривошипа (м); момент инерции движущихся частей двигателя и маховика:

Момент движущихся частей ДВС:

Рассчитываем момент инерции маховика:

4=1483.08(кг/)

Принимаем приведённый диаметрмаховика:

где: S - габаритные размерь; двигателя-прототипа, м; Тогда:

Рассчитываем массу обода:

Определяем полную массу маховика:

0.88 -= 0,8 - 7 3 5,21 = 572,2 (кг)

Определяем размеры обода маховика из выражения:

где: р- плотность. Для стали p = 7800 (кг/м ) . Ь и h - соответственно ширина и толщина обода, м. Принимаем толщину обода равную h = 0.2 м, тогда:

Диаметр максимальный маховика:

2,88 + 0,04 = 2,92 (м)

Проверяем окружную скорость обода маховика:

Полученное значение является допустимым для проектируемого двигателя.

Список литературы

1. Метод указания

2. Михеев В.Г. «Главные судовые энергетические установки». Методические рекомендации к курсовому проектированию для мореходных и арктического училищ Миниморфлота. М., ЦРИЛ «Морфлот», 1981, 104с.

3. Гогин А.Ф. «Судовые дизели», основы теории, устройства и эксплуатации. Учебник для речных училищ и техникумов водного транспорта: 4-е изд. Перераб. И дополненное - М., Транспорт, 1988. 439с.

4. Лебедев О.Н. «Судовые энергетические установки и их эксплуатация». Учебник для вузов водн. трансп. - М.: Транспорт, 1987 - 336с.

5. А.А. Фока, Митрюшкин Ю.Д. «Техническое обслуживание судна в рейсе»

6. А.Н. Неелов «Правила технической эксплуатации судовых технических средств», Москва 1984. - 388с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Топливо, состав горючей смеси и продуктов сгорания. Параметры окружающей среды. Процесс сжатия, сгорания и расширения. Кинематика и динамический расчет кривошипно-шатунного механизма. Четырёхцилиндровый двигатель для легкового автомобиля ЯМЗ-236.

курсовая работа , добавлен 23.08.2012


Техническая характеристика судового двигателя внутреннего сгорания и его конструктивные особенности. Выбор начальных параметров для теплового расчёта. Построение индикаторной диаграммы. Определение моментов, действующих в кривошипно-шатунном механизме.

курсовая работа , добавлен 16.12.2014


Показатели эффективной работы и определение основных параметров впуска, сжатия и процессов сгорания в двигателе. Составление уравнения теплового баланса и построение индикаторной диаграммы. Динамическое исследование кривошипно-шатунного механизма.

курсовая работа , добавлен 16.09.2010


Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания. Параметры рабочего тела и остаточных газов. Процессы впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. Внешние скоростные характеристики, построение индикаторной диаграммы. Расчет поршневой и шатунной группы.

курсовая работа , добавлен 17.07.2013


Классификация судовых двигателей внутреннего сгорания, их маркировка. Обобщённый идеальный цикл поршневых двигателей и термодинамический коэффициент различных циклов. Термохимия процесса сгорания. Кинематика и динамика кривошипно-шатунного механизма.

учебное пособие , добавлен 21.11.2012


Рабочее тело и его свойства. Характеристика процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения, выпуска. Расчет факторов, действующих в кривошипно-шатунном механизме. Оценка надежности проектируемого двигателя и подбор автотранспортного средства к нему.

курсовая работа , добавлен 29.10.2013


Определение основных энергетических, экономических и конструктивных параметров двигателя внутреннего сгорания. Построение индикаторной диаграммы, выполнение динамического, кинематического и прочностного расчетов карбюратора. Система смазки и охлаждения.

курсовая работа , добавлен 21.01.2011


Техническое описание двигателя КамАЗ. Рабочий процесс и динамика двигателя внутреннего сгорания, его скоростные, нагрузочные и многопараметровые характеристики. Определение показателей процесса наполнения, сжатия и сгорания, расширения в двигателе.

курсовая работа , добавлен 26.08.2015


Выбор параметров к тепловому расчету, расчет процессов наполнения, сжатия, сгорания и расширения. Индикаторные и эффективные показатели работы двигателя, приведение масс кривошипно-шатунного механизма, силы инерции. Расчет деталей двигателя на прочность.

курсовая работа , добавлен 09.04.2010


Определение свойств рабочего тела. Расчет параметров остаточных газов, рабочего тела в конце процесса впуска, сжатия, сгорания, расширения, выпуска. Расчет и построение внешней скоростной характеристики. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма.