Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
38Lyekcii po PTP (zavod).doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
16.11.2018
Размер:
222.72 Кб
Скачать

Лекции по ПТП

(преп. Валиулин Сергей Николаевич)

По госту обозначение марок дизелей состоят из буквенной и числовой частей.

Ч – четырехтактный

Д – двухтактный

Р – реверсивный (если нет буквы- не реверсивный)

П – с редукторной передачей

К – крейцкопфный (если нет буквы - кроитовый)

С – судовой с реверсивной муфтой

Н – с надувом

Г – газовый

А – с воздушным охлаждением

64РН 36/45

Первое число, число цилиндров; числитель – диаметр цилиндра, знаменатель ход поршня

Г 70-5 - основной двигатель на крупных речных судах

70 – год запуска

5- модификация

Четырехтактный двигатель составляет большинство на флоте включая речной и морской.

Двухтактный двигатель устанавливается на крупных морских сухогрузных и наливных судах. Работают непосредственно на винт, имеют малую частоту вращения (70-200 оборот. в мин.)

Принцип действия 4-хтактных двигателей.

8

7

2

1

6

  1. 3

4

9

  1. Блок цилиндров, может располагаться от 1 до 10-ов цилиндров, распространенное число 6

  2. Крышка цилиндров или цилиндр. головка

  3. Картер – группа элементов

  4. Коленчатый вал и кривошип

  5. Шатуны

  6. Поршень

  7. Клапаны

  8. Форсунка

  9. Нижняя мертвая точка

lсж > lрасш

Vc – объем сжатия

В точке С, Tc ~ 550-600C

Ре ~ 50-60 атмосфер

Весь цикл укладывается в 2 оборота коленчатого вала и 4 такта

c

l = ∫ PdV

a

Фигура внутри цикла произведен. работа двигателя. (lц – работа цикла)

КОНСТРУКТИВНОЕ УСТРОЙСТВО СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ

Блок цилиндров

Основная силовая деталь двигателей, изготавливается методом литья, из чугуна, либо алюминия. Внутри блока располагаются цилиндровые втулки. Цилиндр втулки уплотняется в блоке с помощью резиновых колец и медных прокладок. Внутри втулок движутся поршни. В верхней части блока растачиваются посадочные места для подшипников коленчатого вала. Большинство судов делают из литого чугуна.

(ЧЛ). В блоке имеются канала для охлаждения цилиндровых втулок и других элементов, водой внутреннего контура. Цилиндрические втулки изготавливают из серого чугуна, либо из сталей (для малонапр. стали 40, 40х, для высоконапр. 38х, МЮА, 35х ТСА).

Цилиндрическая втулка является ответственной деталью, подвергается обработке шлифование, внутренняя поверхность может обработ. с целью прочности и износостойкости. Посадочные места в блоке под втулкой растачиваются с высокой точностью для обеспечения высокой надежности и эффективности двигателя.

В блок у цилиндров крепится ряд элементов:

  1. топливный насос высокого давления

  2. элементы привода клапанов

  3. распределительный вал

  4. цилиндрические насосы внутреннего и наружного клапанов

  5. компрессор

  6. элементы системы воздушного пуска, либо стартера

  7. охладители воды и масла

  8. масляный насос

  9. топливный и масляный фильтры

  10. турбо нагнетатель

  11. охладители надувочного воздуха

Цилиндровая крышка

Констр. это линейная деталь, материал чугун, либо алюминий. Крышка прижимается к блоку с помощью четырех шпилек, усилие прижатия 10 и более тонн. Уплотнение крышки обеспечивается медным кольцом. В крышке располагаются впускной и выпускной клапаны, топливная форсунка. Цилиндрическая крышка имеет каналы, в которых циркулирует охлаждающая вода. В двигателях с воздушным пуском есть воздушные пусковые клапаны. С боку на крышке имеются индикаторные краны. На верхней поверхности крышки установлены коромысла.

Сравнения двух- и четырехтактных дизелей.

Параметры:

  1. Частота вращения

  2. Удельная масса

  3. Габариты

  4. Топливная экономичность

  5. Ресурс

  6. Область применения

Двигатель Бурмейстер и Вайн

Выпускаются по лицензии и распространены на морском флоте.

Ввиду того, что цикл завершается за один оборот кол. вала. Мощность двигателя при прочих равных параметрах в 2 раза больше, чем у 4-х тактного. При равном моменте на валу с 4-х тактной машиной удельная масса понижена примерно в 2 раза. Появляется возможность двукратной уменьшенной частоты вращения. При сниженной частоте вращения 70-200 оборотов в минуту, двигатель работает на винт без редуктора. Что удешевляет и упрощает движительно-двигательный комплекс и позволяет увеличить пропульсивный КПД двигателя.

У 2-хтактных машин:

1. меньше частота вращения

2. лучше механический КПД

3. при прочих равных лучше массовые показатели

2-хтактные используются на морских судах, где требуются высокие показатели экономичности.

Основные требования к судовым ДВС и сравнение их с другими тепловыми двигателями.

Топливная экономичность

Современные двигатели имеют показатели топливной экономичности

ge = расход топлива удельно-эффективный (210 – 240 г/кВт * час)

Ресурс и надежность

Для суд. дизелей выделяют ресурс до капитального ремонта и полный ресурс

- До кап. ремонта 50 тыс. часов

- Полный 100-200 тыс. часов

Надежность дв. дизельных очень высока и составляет десятки тысяч часов на отказ.

Массовые и габаритные показатели

Показатели могут различаться очень сильно от зависимости быстроходности дизелей (быстроход. определяется средней скоростью поршня Сe , измеряется в м/с).

Быстроходные двигатели Сe = 10 . . . 14 м/с. К ним относятся М401, М416, М420, ЗД/2, ЗД/6 и другие.

Муд = 2,5…4 кг/п.с.

Среднебыстроходные дизеля Се = 5,5…10м/с

Это основная масса судовых дизелей: Г60, Г70-5, Шкода 275, NVD 48 АУ

Муд = 5-15 кг/п.с.

Тихоходные Се < 5,5 м/с Муд = 20-30 кг/п.с.

Сравнение с другими двигателями:

с газотурбинными, с бензиновыми ДВС, с паротурбинными

Для газотурбинных очень высокая частота вращения – 3-5тыс. оборотов в минуту вала. Обязательное применение редуктора, высокие мощности, несколько пониженное КПД. В связи с этим газотурбинные используются на военных кораблях, на круизных быстроходных пассажир. лайнерах, на быстроходных контейнеровозах, на регион. флоте: на СПК «Буревестник», СВП «Сормович».

Бензиновые двигатели применяются только на катерах и средствах спасения, на мощностях до 100кВт

Паротурбинные двигатели имеют очень высокую агрегатную мощность, порядка 100000кВт в одном агрегате. Применяются на крупных военных кораблях.

Надув дизелей. Устройство турбокомпрессора.

  1. Без наддува

Ра ≈ Ратм

ρго = 1,2 кг/м3

  1. Наддув

Ра > Ратм

ρu > 1,2 кг/м3

Мощность двигателя растет пропорционально плотности заряда воздуха. В наст. время с этой целью используется турбокомпрессор.

Топливо

Для дизельных двиг. применяется 2 основных вида топлива:

  1. Дизельное

  2. Моторное (смесь дизельного топлива и флотского мазута)

Дизельное топливо высококачественное топливо, применяется на всех режимах эксплуатации, не требует предварительной подготовки, обеспечивает продолжительную работу, топливная аппаратура без ухудшения ее свойств. Основные показатели:

  1. …. теплота сгорания Qpu = 42600 кДж/кг

  2. Цетановое число. ЦЧ = 45, способность топлива к самовоспламенению.

  3. Сернистость. S ≤ 0,2 %

  4. Обводненность топлива. W=0.

  5. Вязкость. ВУо = 1,3 – 1,7

ВУо = τ (топлива) / τ (дистил. воды) из нормированного отверстия

Дизельное топливо не содержит тяжелых углеводородов, на вид прозрачное.

Моторное топливо. На вид оно не прозрачное, в стакане на просвет темно-коричневое

Qpu = 42000-42300 кДж/кг

S > 0,2-0,4 %

W=0

ЦЧ = 45±3

ВУо = 1,7–2,7

Моторное топливо не используется на маневрирования, а используется только на стационарных режимах. В связи с тем на речных судах там, где применяется моторное топливо, топливная система двухтопливная, т.е. двигатель может подавить как моторное, так и дизельное топливо при помощи специальных кранов. Из-за высокой вязкости моторное топливо перед подачей в двигатель подогревают до температуры 60-80Со, после чего его вязкость приобретает туже величину, что и дизельное. Из-за того, что моторном топливе тяжелые углеводороды и сернистые соединения на форсунке и клапанах образуется нагар, который необходимо периодически удалять, переключением двигателя на дизельное топливо. Если нагар таким образом не удаляется, производят механическую чистку. Моторное топливо дешевле, чем дизельное, примерно на 20%, окончательное решение принимают с учетом всех положительных и отрицательных факторов.

Одним из путей повышения кач-ва сжигания тяжелых топлив, является применение воднотопливных эмульсий.

Особенности конструкции 2-х топливных систем на речных судах.

2-х топливная системы применяются с целью затрат связанных с топливом. При этом в составе топл. системы должны быть цистерны основного запаса дизельного топлива и цистерны моторного топлива.

Расход цист. дизельного и моторного топлива.

- устройство переключ. подачи в топливоподкач. насос диз. и мот. топлива (ручной, автоматич., 2-х ходовой гран.)

- подогреватель моторного топлива (при работе на моторном топливе необходимо)

- регулярный переход на дизтопливо для прожига деталей ЦПГ (детали поршневой группы)

- регулярная очистка распылителя форсунки.

Состав топливной системы.

Цистерны основного запаса топлива (2 по бортам или непосредственной близости от машинного отделения через переборку). Цистерны основного запаса загруж. топливом через стандартную горловину.

Датчики уровня. Внутри цистерны имеется трап или устройства для осмотра и контроля цистерны. В нижней части цистерны труба для удаления воды. Цистерна основного запаса соединена трубопроводом с цистерной расходной. На трубопроводе имеется перекачивающий топливо насос. Расходная цистерна снабжена теми же элементами. Подкачка топлива выполняется автоматически. Из расходной цистерны топливо по трубопроводу поступает к топливоподкачивающему насосу, который может быть расположен либо на двигателе, либо отдельно.

Топливоподкачивающий насос под давлением 0,2-0,5 микропаскалей подает топливо к ТНВД (топливный насос высокого давления). ТНВД в строго определенном времени подает заданное кол-во топлива к форсункам. Форсунки обеспечивают распыление топлива и подготовку топливно-воздушной смеси к сгоранию.

Давление впрысктоплива 60-40мПа. В новых двигателях давление впрыска до 200мПа или 2000 атм.. При таких давлениях поршень и его шток выполняются за одно целое и наз-ся плунжером. Поскольку плунжер имеет возвратно- поступ. движение с постоянной амплитудой, то плунжер имеет специальн. конструкцию, позволяющую менять объем подавляемого за цикл топлива. Это сделано следующим образом: На плунжере вырезана концовка, имеющая винтовую границу. Форсунка находится в области высокой температуры и нагревается.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]