1 Исходные данные для проектирования

Таблица 1

Вариант 3. Двухтактный двигатель.
Наименование характеристики	Обозначение	Значение
Тип судна	-	Ледокол
Водоизмещение, тыс.тонн		4
Скорость, уз.		13
Содержание водорода в смеси, %	H	14
Содержание углерода в смеси, %	C	84
Содержание кислорода в смеси, %	O	2
Степень сжатия		15

10

Небора Дмитрий Сергеевич

Расчет судового дизеля со следующими параметрами: Тип двигателя Четырёхтактный Тип судна Танкер Водоизмещение De = 5,5 т.т. Скорость хода vs = 12 уз. Содержание водорода в смеси Н = 14 % Содержание углерода в смеси С = 85 % Содержание кислорода в смеси О = 1 % Степень сжатия ε = 15

2 Выбор главных двигателей и основных параметров

2.1 Определение суммарной мощности главных двигателей

Мощность главных двигателей, необходимая для движения судна, определяется сопротивлением R, которое оказывает окружающая среда (вода, воздух), и заданной скоростью движения. Мощность, которую необходимо затратить на создание упора, преодолевающего силы сопротивления, находится по формуле:

;

Принимая обратный адмиралтейский коэффициент для танкера , получаем:

Учитывая, что проектируемый двигатель устанавливается на танкер небольшого водоизмещения, масса и габариты двигателя имеют важное значение. В данном случае целесообразно выбрать среднеоборотистый дизельный двигатель (СОД), так как он выигрывает в сравнении с МОД по массогабаритным показателям, а используемое в нем относительно дешевое тяжелое дизельное топливо позволяет снизить стоимость эксплуатации. В соответствии с требуемой мощностью выбираем прототип двигателя 16ДПН 23/2*30 с характеристиками (табл. 2):

Таблица 2

, л.с.		Число цилиндров, i
4500	643	16	0,8	6,43	6,77	1,9	3,3	40

2.2 Выбор основных параметров дизеля

Главным критерием быстроходности дизеля является средняя скорость поршня , которую назначим 7 м/с (двигатель среднеоборотистый).

Тогда ход поршня составит:

Примем ход поршня, равный 340 мм.

Диаметр цилиндра D выбираем так, чтобы отношение S/D попадало в интервал от 1,0 до 1,8. D назначаем равным 230 мм.

Частота вращения вала (n=643 об/мин), скорость поршня и отношение соответствуют рекомендуемым значениям для СОД.

Определяющим габаритом для ДВС является его длина. В первом приближении длина рядного двигателя на фундаментальной раме равна:

,

где - расстояние между осями, выраженное в количестве диаметров цилиндра, для двухтактного СОД принимаем :

Ширина двигателя на фундаментальной раме:

,

где для тронковых ДВС:

Полученная величина ширины двигателя является лишь приблизительным значением, т.к. на данном этапе проектирования невозможно точно оценить габариты дизеля. Из чертежа полностью доработанного двигателя СГЭО.КП.1432-1.14.001.СБ видно, что действительная ширина составляет 1,338м. Для данного значения необходимо провести проверку коэффициента b:

Полученное значение коэффициента укладывается в допустимые рамки, так как вычисленное ранее значение являлось лишь приближенным.

Высота двигателя от оси коленчатого вала до крайней верхней точки

,

где для тронковых ДВС(+0,82 из-за конструктивных особенностей):

Расстояние по высоте от оси коленчатого вала до нижней точки:

;

Общая высота двигателя:

;

Массу двигателя можно определить через удельную массу:

,

где - удельная масса, для двухтактных СОД :

Масса установки определится по формуле:

;

После принятия решения о размере двигателя следует оценить ожидаемое значение среднего эффективного давления Р_e (МПа) по формуле:

,

где – коэффициент тактности равен 1 для двухтактного двигателя.