МУ вып КП

Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С.О. МАКАРОВА»

КАФЕДРА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И АСЭУ

А. С. Пунда

СУДОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

методические указания к выполнению курсового проекта

Санкт-Петербург Издательство ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова

2014

Кафедра "Двигатели внутреннего сгорания и автоматика СЭУ"

Методические указания разработаны к.т.н. профессором А.С. Пундой, рассмотрены и утверждены на заседании кафедры "Двигатели внутреннего

Рецензенты:

Методические указания одобрены методической комиссией и Советом

П88 Пунда А.С. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Методические указания к выполнению курсового проекта. СПб.: Издательство ГУМРФ им.

адм. С.О. Макарова, 2014. — с.

Представлены указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Судовые двигатели внутреннего сгорания". Даны рекомендации к исполнению расчетной и графической частей работы, рекомендации по оформлению материалов и подготовке к защите проекта.

Для курсантов и студентов-заочников, обучающихся по специальности

180405.65 — "Эксплуатация судовых энергетических установок".

Учебное издание

АЛЕКСАНДР СЕМЕНОВИЧ ПУНДА

Судовые двигатели внутреннего сгорания. Методические указания к выполнению курсового проекта

Редакторы: Компьютерная верстка Подписано в печать

Формат 60x90/16. печ. л. Тираж экз.

Издательство ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова ©А.С. Пунда, 2014

2

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект, разрабатываемый учащимся на завершающей стадии обучения по дисциплине "Судовые двигатели внутреннего сгорания", может быть представлен к защите только после изучения всех разделов этой дисциплины, а также после выполнения всех предусмотренных учебным планом лабораторных и расчетно-графических работ, сдачи соответствующих зачетов и экзаменов.

Задание на проект выдает преподаватель — на стандартном бланке (см.

Приложение 1). До начала работы над проектом учащийся должен внимательно разобраться во всех пунктах задания, получить необходимые консультации у руководителя. Основные цели, преследуемые учащимся при работе над проектом:

—закрепить и углубить имеющиеся знания по теории, конструкции и техническому использованию судовых двигателей внутреннего сгорания;

—приобрести навыки самостоятельного решения научно-технических вопросов, навыки работы с литературой и технической документацией;

—научиться грамотно, с соблюдением всех стандартов, оформлять материалы собственных разработок.

Задание на выполнение курсового проекта учащиеся получают после изучения разделов "Основы теории рабочих процессов", "Газообмен и наддув", "Топливоподача, смесеобразование и сгорание в дизелях", "Конструкция и динамика двигателей" — после сдачи зачета (экзамена) по этой части курса.

Учащиеся заочного отделения получает задание с учетом обстоятельств, определяемых его индивидуальной возможностью работать над выполнением проекта. Вариант задания в каждом отдельном случае определяет руководитель — по согласованию со студентом.

3

1. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект оформляется в виде пояснительной записки объемом не более 30 страниц рукописного текста (включая листы со схемами, графиками, таблицами и списком использованных литературных источников) с приложением графических материалов, выполняемых на одном ватманском листе стандартного формата и листах формата А4,

вложенных в пояснительную записку. Пояснительная записка должна освещать следующие вопросы:

1. РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ

1.1.Определение основных размеров цилиндра

1.2.Расчет рабочего цикла

1.3.Расчет системы газообмена

1.4.Расчет системы наддува

2.КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ УРАВНОВЕШЕННОСТИ ДВИГАТЕЛЯ.

3.ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

3.1. Особенности конструкции проектируемого дизеля (иллюстрации — схема поперечного разреза в пояснительной записке в формате А4, чертеж камеры сгорания на ватманском листе).

3.2. Конструктивный узел (подробно рассматривается конкретный узел или деталь дизеля по заданию на курсовой проект, иллюстрация — эскиз на ватманском листе).

4

2. УКАЗАНИЯ К РАСЧЕТНОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТА

При выполнении расчетов в рамках проекта учащийся обязан использовать размерности физических величин, отвечающие стандарту Международной системы единиц (СИ). В виде исключения, разрешается применять лишь три внесистемные единицы:

частота вращения — об/мин давление — бар

удельный расход топлива (масла) — г/(кВт ∙ ч)

2.1. Определение основных размеров цилиндра

В задании на курсовой проект (см. приложение 1) указано назначение двигателя, (главный, вспомогательный), его тактность и прототип. В

исходных данных — задана эффективная агрегатная мощность и частота вращения. Также должны быть указаны: диапазон по средней скорости поршня Сm, ограничения по среднему уровню форсировки (ре — среднее эффективное давление) и топливной экономичности двигателя (ge —

удельный эффективный расход топлива). Индивидуально задается конструктивный узел.

Существенно, что техническим условиям, определяемым заданием, в

принципе, может удовлетворять не какой-то один, но целая группа различных двигателей, отличающихся размерами цилиндров и их числом.

Поэтому, предваряя выбор двигателя-прототипа, необходимо выполнить расчет размеров цилиндра.

Остальные параметры, необходимые для выбора размеров и числа цилиндров, должны быть приняты учащимся с обоснованием их величин со ссылкой на использованные источники информации. При этом следует

5

пользоваться методическими указаниями и примером расчета, приведенными в [3] .

2.2. Расчет рабочего цикла

Выбор и обоснование исходных данных и расчет рабочего цикла выполняется в соответствии с методическими указаниями и примером расчета, приведенными в [3].

2.3. Расчет системы газообмена

Выбор и обоснование исходных данных и расчет системы газообмена выполняется в соответствии с методическими указаниями и примером расчета, приведенными в [3].

2.4. Расчет системы наддува

Выбор и обоснование исходных данных, расчет системы наддува и выбор типа турбокомпрессора выполняются в соответствии с методическими указаниями и примером расчета, приведенными в [3].

2.5. Качественный анализ уравновешенности двигателя

На основе выбранных числа цилиндров, порядка их работы и литературных данных [2] учащийся приводит качественный анализ уравновешенности "своего" двигателя. Рекомендуется привести звезды 1 -го и 2-го порядков, векторные многоугольники сил инерции и их моментов.

При выявленном наличии неуравновешенных сил и моментов пояснительная записка должна содержать рекомендации по их компенсации. Графические материалы к указанному разделу приводят в пояснительной записке на листе формата А4.

6

3. УКАЗАНИЯ К ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТА

Графические материалы курсового проекта рекомендуется распо-

ложить на одном листе ватманской бумаги 24-го формата по ГОСТ 2.30168 и в тексте пояснительной записки на листах формата А4 (как показано на рис. 1 и 2). При выполнении графической части проекта допускается использование графических редакторов (Autocad, «Компас» и др.).

Учащийся должен продемонстрировать преподавателю умение самостоятельно работать с графическим редактором.

3.1. Схема поперечного разреза двигателя

В соответствии с этим пунктом задания учащемуся нужно вычертить схему поперечного разреза двигателя. Эта схема должна представлять собой не сборочный чертеж (именуемый поперечным разрезом двигателя), а

только контур элементов движения и остова, вычерчиваемый упрощенно с целью дальнейшего нанесения на него элементов привода распределительного вала и путей канализации сред — охлаждающей воды и циркуляционного масла. Прочие контуры, обычно изображаемые на чертеже поперечного разреза (турбокомпрессор с охладителем воздуха,

выпускные и впускные клапаны с их приводами, воздушный ресивер,

выпускной коллектор, различные трубопроводы), здесь приводить не требуется. Вместе с тем учащийся должен уметь ответить на ряд вопросов,

касающихся элементов, обычно не отражаемых на чертеже поперечного разреза характерного машиностроительного исполнения.

7

Рис. 1. Пример изображения схемы поперечного разреза двигателя

8

При прорисовке схемы поперечного разреза учащемуся необходимо:

—нанести контуры элементов движения и остова тонкими, но четкими линиями, причем основные размеры (диаметр цилиндра, ход поршня, длина и диаметр штока поршня и шатуна, элементы коленчатого вала) должны быть выдержаны либо в стандартном масштабе, либо в соотношениях, пропорциональных реальным размерам деталей;

—внутри контуров элементов движения и остова следует показать видимые и невидимые пути подвода и отвода циркуляционного масла,

охлаждающей воды цилиндров, охлаждающей воды (масла) поршней

(невидимые пути канализации сред необходимо обозначить штриховыми линиями; допустимо использовать следующие цвета: вода — синий, масло

— желтый).

На схеме поперечного разреза обязательно указывают параметры сред:

—в месте подвода воды охлаждения цилиндров — температуру и давление; отвода охлаждающей воды — температуру;

—в месте подвода охлаждающей воды (масла) поршня — температуру

идавление; отвода среды охлаждения поршня — температуру;

—в точке подвода циркуляционного масла указывают его марку.

На контуре остова двигателя необходимо схематически (штрих-

пунктирными линиями) указать расположение элементов привода распределительного вала: цепную, шестеренчатую или смешанную передачу к нему от коленчатого вала. Там же необходимо пок \зать места и способы натяжения цепи. Схематически по всей длине (или вырывами сверху и снизу) требуется изобразить положение одной из анкерных связей.

3.2. Элементы камеры сгорания в сборе

Требуется выполнить конструктивный чертеж камеры сгорания,

втулки и поршня. По существу предлагаемого задания учащийся должен сделать сборный чертеж, показывающий компоновку указанных элементов

на поперечном разрезе двигателя. Чертеж элементов камеры сгорания в

9

сборе должен быть выполнен в стандартном масштабе (1:1, 1:2, [1:2,5], 1:5),

он должен давать полное представление о следующем:

— каким образом конструктивно решена задача сопряжения крышки цилиндра с рабочей втулкой и втулки с рубашкой (блоком цилиндров);

− как уплотняется втулка в районе рабочих окон (в целях пре-

дупреждения проникновения газов и воды, двухтактные ДВС);

—как обеспечивается свободное расширение втулки в районе ее опорного бурта (радиально) и в нижней части (аксиально);

—каким образом конструктивно решена задача перепуска охладителя из зарубашечного пространства цилиндра в крышку, а также обеспечения его циркуляции в головке поршня;

Конструктивный узел

Элементы

камеры сгорания в сборе

Основная

надпись

Рис. 2. Рекомендуемое размещение иллюстраций на листе формата 24.

10