Диск СГЭО (Лекции_СГЭО_ВЗО_2012) / Глава_1_Введение_Классификация_ДВС

Дисциплина: СУДОВОЕ ГЛАВНОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.

СУДОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Литература

1. Гаврилов В.В. Судовое главное энергетическое оборудование. Судовые двигатели внутреннего сгорания: Учеб. пособие. – СПб.: СПбГУВК, 2011. – 228 с.

2 – 14. См. источник 1.

15. Гаврилов В. В. Испытания дизеля 2 Ч11/13 по нагрузочной и винтовой характеристикам: Методические указания к выполнению лабораторных работ. – СПб.:СПГУВК, 2011. – 50.

ВВЕДЕНИЕ

На долю поршневых ДВС приходится не менее 70% всей вырабатываемой энергии.

История, [1], с. 5 − 8

В России:

1899 г. − первый в мире промышленный образец двигателя с воспламенением от сжатия (по патенту Рудольфа Дизеля);

1903 г. − первый в мире теплоход « Вандал»;

1908 г. − первые в мире дизельные военные суда ( 8 канонерских лодок типа « Шквал»);

1908 г. − первый в мире реверсивный дизель (для подводной лодки « Минога»);

1908 – первый в мире морской теплоход (танкер « Дело» водоизмещением 6000 т).

1

Глава 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ОСУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ [1], с. 9

§1.1. Особенности судового поршневого ДВС как теплового

двигателя ([1], с. 9 – 11)

Тепловой двигатель – устройство, в котором тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в механическую работу

Основная причина распространенности поршневого ДВС

([1], с. 10 – 11)

КПД ηe.	ηe судовых дизелей составляет 54%.
Достигнутый
Две главные причины высокого КПД	ηe поршневого ДВС:
его высокая топливная экономичность, то есть высокий эффективный

1)Высокий термический КПД ηt цикла;

2)Малые потери энергии, т.к. все процессы её преобразования происходят в одном элементе двигателя.

2

Высокий термический КПД цикла ηt поршневого ДВС

−

УровеньT1 в поршневых ДВС значительно

η =

T1

T2

= 1−

T2

(1.1)

выше, чем в других двигателях. Дело в том, что

в ДВС горение топлива (подвод теплоты в цикл)

t

T1

T1

идет не непрерывно, а кратковременно – тогда,

когда поршень движется в окрестности верхней мертвой точки (ВМТ).

а)	T		Q	1	б)	T
		T1
		T2
			Q 2
				S
					S2
		Q 2		Ð	S TdS
		ht = 1- Q	1	T1 =	S 1
					S2 - S 1

	Q 1
T1	Рис. 1.1.
T2	а) цикл
	Карно;
	Q 2

								S	б) цикл
									поршневого
									ДВС со
									смешанным
	= 1 -		T2
ht
									подводом
		T1
									теплоты

3

§ 1.2. Классификация поршневых ДВС (с. 11 – 17)

I} По тактности :

1)четырехтактные (цикл осуществляется за четыре хода поршня или за два оборота коленчатого вала);

2)двухтактные (цикл осуществляется за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала).

II} По способу наполнения цилиндра:

1)без наддува;

2)с наддувом.

III} По способу смесеобразования :

1)с внешним смесеобразованием – горючая смесь образуется вне цилиндра (карбюраторные, газовые двигатели);

2)с внутренним смесеобразованием– смесь образуется

внутри цилиндра; при этом топливо впрыскивается в цилиндр форсункой (дизели, газожидкостные двигатели).

IV} По роду топлива:

1)легкого топлива; не требует подогрева перед использованием (это дизельное топливо, до плотности ≈0,86 т/м3);

2)тяжелые топлива; требуют специальной топливоподготовки, включая подогрев (моторные топлива, мазуты).

V} По способу воспламенения горючей смеси:

1)с принудительным зажиганием электрической искрой (карбюраторные, газовые двигатели);

2)с самовоспламенением (дизели);

3)с комбинированным воспламенением (газодизели; в них основная горючая газовоздушная смесь поджигается за счет самовоспламенения небольшого количества (10–15%) жидкого распыленного топлива)

4

p = const

VI} По характеру процесса подвода теплоты в цикл (см. рис. 1.2):

1)с подводом теплоты при постоянном объеме рабочего тела v = const – цикл Отто;

(карбюраторные и газовые двигатели – двигатели с принудительным воспламенением);

2) с подводом теплоты при

– цикл Дизеля; циклы современных судовых малооборотных двигателей (МОД) близки в циклу Дизеля;

3)со смешанным подводом теплоты (при

v= const и p = const ) – цикл Тринклера - Сабатэ;

это практически все современные дизели – с механическим впрыскиванием топлива, с высокой ε

.

1)	p	Q	1
			Q 2

	p	Q 1		V
2)
				Q 2
3)	p	Q	,,	V
		Q 1,	1

Q 2

V

VII} По основным конструктивным							Рис. 1.2
признакам
(см. рис. 1.3):	1)						2)

1) тронковые;	N
тронк – нижняя часть поршня (« юбка»),
являющаяся направляющей при движении	PД	PШ	N
поршня в цилиндре двигателя;
в таком двигателе нормальная сила N			PШ
передается на стенку цилиндра через тронк
поршня;			PД
2) крейцкопфные;			Рис. 1.3
здесь сила N передается на остов дизеля
через ползуны крейцкопфного механизма.

VIII} По способу действия (см. рис. 1.4):

1) простого действия

(рабочий процесс осуществляется только над поршнем);

2) двойного действия

(рабочий процесс – над поршнем и под поршнем);

3) «с противоположно движущимися поршнями»

(« с ПДП» или « с расходящимися поршнями»; по существу, это два двухтактных ДВС с общей камерой сгорания).

5

IX} По расположению цилиндров (см. рис. 1.5).

6

X} По возможности изменения направления вращения:

1) нереверсивные;

например, двигатели для привода электрогенераторов, гребных винтов регулируемого шага; как правило, это высокооборотные двигатели (ВОД);

2) реверсивные.

XI} По средней скорости поршня, сm , м/c,

где S				с =	2Sn	=	Sn
		– ход поршня, м;		m	60	30
	n	– частота вращения, мин–1:
1)	тихоходные: ≈4,5 ≤ cm ≤		7,0 м/с;
2)	средней быстроходности: 7,0 < cm ≤ 10,0 м/с;
3)	быстроходные:10,0 < cm ≤ ≈15,0 м/c.
XII} По частоте вращения			n , мин–1:

1)малооборотные (МОД): 54 ≤ n ≤ 250 мин–1;

2)среднеоборотные (СОД): 250< n ≤ 750 мин–1;

3)высокооборотные (ВОД): 750 < n ≤ 2800 мин–1.

§ 1.3. Условные обозначения дизелей (с. )

Стандартное обозначение дизеля включает в себя

:

1)цифры, указывающие число цилиндров;

2)литеры, характеризующие тип двигателя:

	Ч – четырехтактный;	П – с редукторной передачей
		(таким образом, СП – «судовой с
	Д – двухтактный;
		передачей»);
	К – крейцкопфный (если «К»	Р – реверсивный (если «Р»
	отсутствует, то дизель	отсутствует, то дизель
	тронковый);	нереверсивный);
	С – судовой с реверсивной	Н – с наддувом (если «Н»
	муфтой;	отсутствует, то дизель без
		наддува);
	3) диаметр и ход поршня в сантиметрах (в виде
	дроби).
	Примеры: 12 ЧНСП 18/20
	6 ДКРН 108/266	7