книги из ГПНТБ / Силовые установки и промысловые механизмы маломерных судов рыбной промышленности (с двигателями до 100 л. с.) учеб. пособие

СИЛОВЫЕ УСТАНОВКИ И ПРОМЫСЛОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ МАЛОМЕРНЫХ СУДОВ

РЫБНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ (с двигателями до 100 л. с.)

Допущено Управлением кадров и учебных заведении Министерства рыбного хозяйства СССР

в качестве учебного пособия для подготовки кадров массовых профессий

М О С К В А ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 1974

Р А З Д Е Л I

СУДОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

ГЛАВА .1

ОСНОВЫ ТЕОРИИ СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДВИГАТЕЛЯ И НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЕГО

Двигателем внутреннего сгорания называется тепло­ вая машина, в которой для совершения полезной рабо­ ты используется тепловая энергия, выделяемая при сго­ рании топлива непосредственно внутри рабочего цилинд­ ра. На рис. 1 показана принципиальная схема устройства двигателя внутреннего сгорания.

Тепловая энергия, выделенная в цилиндре при сгора­ нии топлива, преобразуется в механическую путем пере­ дачи работы расширения продуктов сгорания (рабочего тела) на поршень 2.

Поршень совершает в цилиндре возвратно-поступа­ тельное движение, которое преобразуется во вращатель­ ное движение коленчатого вала 10 с помощью шатуннокривошипного механизма (поршень 2— шатун 8— кривошип 9). Для подачи топлива в цилиндр предусмот­ рена система, состоящая из фильтров, насоса высокого давления, форсунки 5 и соединительных трубопроводов.

Свежий заряд воздуха, необходимый для сгорания топлива, поступает в цилиндр через всасывающий пат­ рубок 7 и клапан 6; продукты сгорания удаляются из цилиндра через выпускные патрубок 3 и клапан 4. Свое­ временное открытие и закрытие, всасывающего и выпуск-

5

ного клапанов осуществляется специальным механиз­ мом газораспределения с приводом от коленчатого вала.

Сгорание топлива в цилиндре двигателя сопровожда­ ется резким повышением давления и температуры рабо­

(например, пара в паровых турбинах), поэтому они не­ смотря на имеющиеся потери тепла с отработавшими га­ зами и охлаждающей водой являются наиболее совер­ шенными тепловыми машинами.

Особенно это относится к двигателям с самовоспла­ менением топлива под действием высокой температуры воздуха в конце сжатия или к так называемым дизелям, коэффициент полезного действия которых является на­ ивысшим нз всех тепловых машин и составляет 37—45%.

6

КЛАССИФИКАЦИЯ СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Двигатели внутреннего сгорания, применяемые на маломерных судах, классифицируют следующим об­

гатели. В четырехтактных двигателях рабочий цикл осу­ ществляется за четыре хода поршня, или такта (всасыва­ ние, сжатие, рабочий ход, выпуск), происходящих за два оборота коленчатого вала, в двухтактных двигателях — за два хода поршня, или такта (такты всасывания н сжатия у них объединены в один, а рабочий ход и вы­ пуск в другой), происходящих за одни оборот коленча­ того вала.

П о с п о с о б у н а п о л н е н и я ц и л и н д р а с в е ­ ж и м з а р я д о м в о з д у х а и л и г о р ю ч е й с м е- с:ью различают двигатели без наддува и с наддувом. В двигателях без наддува наполнение цилиндра проис­ ходит в результате разрежения, возникающего в цилинд­ ре при движении поршня вниз во время всасывания (четырехтактные), или под действием небольшого (не­ обходимого только для осуществления продувки) избы­ точного давления воздуха, поступающего из специально­ го продувочного агрегата (двухтактные).

В двигателях с наддувом наполнение цилиндра и про­ дувка камеры сгорания (четырехтактные) или наполне­ ние цилиндра и продувка цилиндра (двухтактные) про­ исходят под действием избыточного давления воз­ духа, поступающего из специального наддувочного агре­ гата.

Наддув в двигателях внутреннего сгорания осущест­ вляется с целью повышения весового количества возду­ ха или горючей смеси, вследствие чего можно сжечь больше топлива и повысить цилиндровую мощность двигателя.

П о н а з н а ч е н и ю двигатели делят на главные и вспомогательные. Главные двигатели служат для приво­ да движителей и обеспечения хода судна, вспомогатель­ ные— для привода электрогенераторов, насосов и дру­ гих механизмов.

П о с п о с о б у о б р а з о в а н и я г о р ю ч е й с м е с и (т. е. смешения топлива с воздухом для подготовки его

7

к воспламенению) различают двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием.

У двигателей с внешним смесеобразованием при вса­ сывании в цилиндр поступает горючая смесь, состоящая из паров легкого топлива (бензина, лигроина, керосина) и воздуха. Горючая смесь приготавливается в специаль­

В двигателях с внутренним смесеобразованием при всасывании в цилиндр поступает чистый воздух из окру­ жающей среды, а топливо в мелкораспыленном виде впрыскивается в конце процесса сжатия в объем камеры сгорания через форсунку (дизели).

П о с п о с о б у в о с п л а м е н е н и я г о р ю ч е й с м е ­ си двигатели различаются следующим образом: в дви­ гателях с внешним смесеобразованием (карбюратор­ ных) горючая смесь воспламеняется от электрической

ются следующим образом. В двигателях с внешним сме­ сеобразованием (карбюраторных) горючая смесь в ци­ линдре сгорает настолько быстро, что объем цилиндра практически не изменяется, т. е. тепло подводится при почты постоянном объеме. В двигателях с внутренним смесеобразованием (дизеля) часть топлива поступает в камеру сгорания в конце такта сжатия, а часть в нача­ ле расширения. Естественно, в первый момент сгорает топливо, поступившее в камеру сгорания в конце процес­ са сжатия. Эта порция топлива сгорает быстро при почти постоянном объеме, а последующая часть топлива — при некотором движении поршня вниз, поэтому давление в цилиндре практически остается постоянным, т. е. часть тепла подводится при постоянном объеме, а часть — при постоянном давлении или, иначе, рабочий цикл осуществ­ ляется со смешанным подводом тепла.

легроин, керосин), на тяжелом топливе (дизельное топ-

8

ливо, моторное топливо, мазут), и на газообразном топ­

хоходные (средняя скорость меньше 6,5 м/с) и быстроход­

вала можно изменять с помощью специального реверсив­ ного устройства. Нереверсивные двигатели имеют посто­ янное направление вращения коленчатого вала, а изме­ нение направления движения судна при этом осуществ­ ляется реверсированием винта с помощью реверсивной

ные, одноцилиндровые и многоцилиндровые, с противопо­ ложно движущимися поршнями, тронковые икрейцкопфные. В тронковых двигателях роль направляющей выполняет нижняя часть поршня, а в крейцкопфных — ползун, скользящий по параллелям.

МАРКИРОВКА И УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Все судовые двигатели в соответствии с ГОСТ 4393— 48 имеют сокращенное условное обозначение. Число ци­ линдров в начале, а диаметр с ходом поршня дробно в сантиметрах в конце обозначения указывается цифра­ ми, а все остальные характеристики первыми буквами соответствующих слов.

9