Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Морской английский язык. Особенности эксплуатации и ремонта судовых энергетических установок. Учебное пособие
.pdf
ГЛАВА 2. СУДОВЫЕ ДИЗЕЛИ
Классификация судовых дизелей.
Судовые двигатели внутреннего сгорания классифицируются по следующим признакам:
По роду рабочего цикла:
- с подводом теплоты при постоянном объеме;
- с подводом теплоты при постоянном давлении;
- со смешанным подводом теплоты (сначала при постоянном объеме, за-
тем при постоянном давлении газов).
По способу смесеобразования:
- с внешним смесеобразованием — карбюраторные и газовые двигатели,
в которых рабочая смесь образуется вне рабочего цилиндра;
- с внутренним смесеобразованием — дизели, в которых рабочая смесь об-
разуется внутри рабочего цилиндра.
По способу осуществления рабочего цикла:
- на четырехтактные, в которых рабочий цикл осуществляется за четыре хо-
да поршня;
- двухтактные, в которых рабочий цикл осуществляется за два хода поршня.
По способу действия:
- простого действия, у которых рабочий цикл осуществляется только
в верхней полости цилиндра;
- двойного действия, у которых рабочий цикл совершается в двух полостях
цилиндра поочередно над и под поршнем;
- с противоположно движущимися поршнями — ПДП.
По роду применяемого топлива:
- работающие на легком жидком топливе (бензин, дизельное топливо, ке-
росин, газойль);
- работающие на тяжелом жидком топливе (моторное топливо, соляровое
топливо, мазут);
- работающие на газообразном топливе (газы: естественный, генераторный,
сжиженный и др.);
- многотопливные — приспособленные для работы на широком ассорти-
менте топлив.
По способу воздухоснабжения:
- без наддува, с подачей воздуха в цилиндры под давлением, незначительно
отличающимся от атмосферного;
11
PART 2. MARINE DIESELS
Classification of marine diesel engines.
Marine internal combustion engines are classified according to the following
characteristics:
According to the type of working cycle:
- with heat supply at a constant volume;
- with heat supply at constant pressure;
- with a mixed heat supply (first at a constant volume, then at a constant gas
pressure).
According to the method of mixing:
- with external mixing — carburetor and gas engines in which the working mix-
ture is formed outside the working cylinder;
- with internal mixing — diesels in which the working mixture is formed inside
the working cylinder.
According to the method of carrying out the working cycle:
- for four-stroke ones, in which the working cycle is carried out in four strokes
of the piston;
- two-stroke, in which the working cycle is carried out in two strokes of the piston.
According to the method of action:
- simple actions in which the duty cycle is carried out only in the upper cavity
of the cylinder;
- double-acting, in which the duty cycle is performed in two cavities of the cyl-
inder alternately above and below the piston;
- with oppositely moving pistons — OMP.
By type of fuel used:
- those running on light liquid fuels (gasoline, diesel oil, kerosene, gas oil);
- working on heavy liquid fuels (motor fuel, solar fuel, fuel oil);
- working on gaseous fuels (gases: natural, generator, liquefied, etc.);
- multi-fuel — adapted to work on a wide range of fuels.
According to the method of air supply:
- without supercharging, with air supply to the cylinders at a pressure slightly
different from atmospheric pressure;
12
- с наддувом, с подачей воздуха в цилиндры под давлением, существенно
превышающим атмосферное. В двигателях с наддувом используются схемы
с подключенным турбокомпрессором (ПТК) и со свободным турбокомпрессором (СТК).
По конфигурации камер сгорания (КС):
- с неразделенными однополостными КС;
- с полуразделенными КС (дизели с КС в поршне);
- с разделенными двумя и более полостными КС (предкамерные, вихрека-
мерные, воздушно-камерные двигатели).
По конструктивному исполнению:
- тронковые — классическая схема передачи усилия от поршня на колен-
чатый вал через шатун;
- крейцкопфные — усилие на коленчатый вал от поршня передается через
шток-толкатель, крейцкопфный механизм и шатун.
По возможности осуществления реверса:
- реверсивные, с возможностью изменения направления вращения колен-
чатого вала на противоположное;
- нереверсивные.
По назначению:
- транспортные;
- стационарные (для промышленных целей);
- судовые.
Кроме того, судовые дизели классифицируются по следующим признакам.
По назначению:
- главные — работающие на движитель;
- вспомогательные — не связанные с обеспечением движения судна.
По частоте вращения коленчатого вала — n:
- малооборотные двигатели (МОД) — n = 100 – 350 об./мин;
- среднеоборотные двигатели (СОД) — n = 350 + 750 об./мин;
- высокооборотные двигатели (ВОД) — n = 750 + 2500 об./мин.
По направлению вращений — дизели подразделяются на двигатели правого
вращения, если коленчатый вал вращается по часовой стрелке и левого вращения, если вал вращается против часовой стрелки для наблюдающего со стороны
маховика. Для главных дизелей это положение — с кормы в нос. Если при этом
выпускной коллектор дизеля находится справа, дизель считается правой модели, если слева, — левой модели. Нумерация цилиндров в дизелях с рядным их
расположением начинается с кормового торца.
13
- supercharged, with air supply to the cylinders at a pressure significantly exceeding atmospheric pressure. Supercharged engines use circuits with a connected turbocharger (CTC) and a free turbocharger (FTC).
According to the configuration of combustion chambers (CS):
- with undivided single-cavity CS;
- with semi-separated SS (diesels with CS in the piston);
- with two or more cavity CS separated (pre-chamber, vortex-chamber, airchamber engines).
According to the construction:
- the truncated ones are a classic scheme for transferring force from the piston
to the crankshaft through the connecting rod.
- crosshead — the force on the crankshaft from the piston is transmitted
through a pusher rod, a crosshead mechanism and a connecting rod.
Type of reverse:
- reversible, with the possibility of changing the direction of rotation of the
crankshaft to the opposite;
- non-reversible.
By purpose:
- transport;
- stationary (for industrial purposes);
-ships.
In addition, marine diesels are classified according to the following char-
acteristics.
By purpose:
- for the main ones — working for the propulsion;
- auxiliary — not connected with the movement of the vessel.
According to the frequency of rotation of the crankshaft — n:
- low-speed engines (LSE) — n = 100 – 350 rpm;
- medium-speed engines (MSE) — n = 350 – 750 rpm;
- high-speed engines (HSE) — n = 750 – 2 500 rpm.
In the direction of rotation the diesels are divided into right-hand rotation engines, if the crankshaft rotates clockwise, left rotation, if the shaft rotates counterclockwise for the observer from the voyage wheel side. For the main diesels, this position is from the stern to the bow. If the exhaust collector of the diesel engine is located on the right, the diesel is considered to be the right model, if on the left, the left
model. The numbering of cylinders in diesel engines with in-line arrangement begins
from the aft end.
14
2.1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДИЗЕЛЯ, ЕГО ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ,
СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА
Поршневым ДВС называется такой тепловой двигатель, в котором хими-
ческая энергия топлива, сгорающего внутри рабочего цилиндра, превращается
в тепловую, а затем, с помощью кривошипно-шатунного механизма, преобразуется в механическую.
Основными понятиями, относящимися ко всем дизельным двигателям, яв-
ляются следующие (рис. 1).
Рис. 1. Основные понятия ДВС
Нижняя мертвая точка (НМТ) — положение поршня, при котором рас-
стояние от поршня до оси коленчатого вала минимально.
Верхняя мертвая точка (ВМТ) — положение поршня, при котором рас-
стояние от поршня до оси коленчатого вала максимально.
Ход поршня — расстояние, которое проходит поршень из одной мертвой
точки до другой.
Объем камеры сгорания — соответствует объему полости цилиндра при
нахождении поршня в ВМТ.
Рабочий объем цилиндра-объем, который описан поршнем при его ходе
между мертвыми точками. Такт — часть цикла, когда поршень проходит от одной мертвой точки до другой.
При сжигании топлива в цилиндре 10 (рис. 2) образуются продукты сгорания — газы, имеющие высокие температуру и давление. Температура в конце
сгорания достигает 1 700–2 200 К, а давление 50–140 кгс/см2.
15
2.1. THE PRINCIPLE OF OPERATION OF A DIESEL ENGINE,
ITS MAIN PARTS, SYSTEMS AND DEVICES
A reciprocating internal combustion engine is a heat engine in which the chemical energy of the fuel burning inside the working cylinder is converted into thermal
energy, and then, with the help of a crank mechanism, it is converted into mechanical
energy.
The basic concepts related to all diesel engines are the following (Fig. 1).
Fig. 1.Main terms of ICE
The lower dead center (LDC) is the position of the piston at which the distance
from the piston to the crankshaft axis is minimal.
The upper dead center (UDC) is the position of the piston at which the distance
from the piston to the axis of the crankshaft as much as possible.
The stroke of the piston is the distance that the piston passes from one dead
center to another.
The volume of the combustion chamber corresponds to the volume of the cylinder cavity when the piston is in the UDC.
The working volume of the cylinder is the volume that is described by the piston when it moves between dead points. The stroke is the part of the cycle when the
piston passes from one dead center to another.
When fuel is burned in cylinder 10 (Fig. 2), combustion products are formed —
gases with high temperature and pressure. The temperature at the end of combustion
reaches 1 700–2 200 K, and the pressure is 50–140 kg/sm2.
16
Под давлением газов поршень 11 движется вниз, объем, занимаемый газами,
увеличивается, вследствие чего давление снижается. Процесс увеличения объема,
занимаемого газом, и снижения его давления называется процессом расширения.
В конце расширения температура газов снижается до 900–1 000 К, а давление ста-
новится равным 2,5–5,0 кгс/см2. По окончании расширения отработавшие газы
выпускаются в атмосферу, и в цилиндр поступает свежий заряд воздуха для совершения следующего рабочего хода.
Рис. 2. Схема четырехтактного тронкового двигателя:
1 — фундаментная рама; 2 — кривошип; 3 — станина; 4 — распределительный вал;
5 — крышка цилиндра; 6 — впускной клапан; 7 — выпускной клапан;
8 — привод к клапанам; 9 — блок цилиндров; 10 — рабочая втулка;
11 — поршень; 12 — шатун; 13 — коленчатый вал
Прямолинейное движение поршня преобразуется шатуном 12 и кривошипом 2 во вращательное движение коленчатого вала. Во время работы двигателя
поршень, перемещаясь в цилиндре, занимает два крайних положения: верхнее
и нижнее. Крайнее верхнее положение поршня называется верхней мертвой точ-
кой (в.м.т.), а крайнее нижнее — нижней мертвой точкой (н.м.т.). Расстояние
между мертвыми точками (м.т.), измеренное по оси цилиндра, называется ходом
поршня, который обозначается буквой S. По рис. 2. нетрудно установить, что
S = 2R, т. е. ход поршня равен двум радиусам кривошипа.
17
Under the pressure of gases, the piston 11 moves down, the volume occupied
by gases increases, as a result of which the pressure decreases. The process of increasing
the volume occupied by the gas and reducing its pressure is called the expansion process. At the end of the expansion, the temperature of the gases decreases to 900–
1 000 K, and the pressure becomes 2,5–5,0 kg/sm2. At the end of the expansion, the
exhaust gases are released into the atmosphere, and a fresh air charge enters the cylinder for the next operation.
Fig. 2. Diagram of a four-stroke piston engine:
1 — foundation frame; 2 — crank; 3 — bed; 4 — camshaft; 5 — cylinder cover;
6 — inlet valve; 7 — exhaust valve; 8 — valve actuator; 9 — cylinder block;
10 — working sleeve; 11 — piston; 12 — connecting rod; 13 — crankshaft
The straightforward motion of the piston is converted by the connecting rod 12
and the crank 2 into the rotational motion of the crankshaft. During engine operation,
the piston, moving in the cylinder, occupies two extreme positions: upper and lower.
The uppermost position of the piston is called the upper dead center (U.D.T.), and the
lowest — the lower dead center (L.D.C.). The distance between the dead points (D.T.),
measured along the axis of the cylinder, is called the stroke of the piston, which is indicated by the letter S. According to Fig. 2, it is easy to establish that S = 2R, i.e. the
stroke of the piston is equal to two radiuses of the crank.
18
Одному ходу поршня соответствует угол поворота коленчатого вала на
180°. Следовательно, при повороте вала на 360° поршень совершит два хода.
Комплекс последовательных процессов, периодически повторяющийся
в каждом цилиндре и обуславливающий работу двигателя, называется рабочим
циклом. Часть цикла, происходящая на протяжении одного хода поршня, называется тактом.
Рабочий цикл может совершаться за четыре или за два хода поршня, в соответствии с чем, двигатели называются четырехтактными или двухтактными.
У четырехтактных двигателей на каждые четыре хода поршня или два оборота
коленчатого вала приходится один рабочий ход, а у двухтактного двигателя один
рабочий ход — на два хода поршня или на один оборот коленчатого вала. Нерабочие ходы поршня являются вспомогательными и совершаются за счет кинетической энергии движущихся частей двигателя, приобретаемой ими за период
рабочего хода.
Сгорание топлива непосредственно в цилиндре является наиболее рациональным и позволяет обойтись без промежуточного рабочего тела (пара) и без
дополнительных устройств (котлов, пароперегревателей и т.д.), необходимых для
его приготовления. Благодаря этому уменьшаются тепловые потери. Следовательно, ДВС наиболее экономичны из всех тепловых двигателей. В современных
двигателях в полезную работу превращается до 30–43 % теплоты, получаемой при
сгорании топлива, тогда как в паровых турбинах ее используется 20–26 %, в газовых 20–30 %, а в паровых машинах 10–20 %.
Основной характеристикой двигателя служит эффективная мощность Nе,
развиваемая на коленчатом валу и отдаваемая потребителю энергии (на судовых
двигателях — гребному винту или электрогенератору). Мощность, развиваемая
в цилиндрах двигателя, называется индикаторной Nі. Эффективная мощность
меньше индикаторной на величину потерь мощности, затрачиваемой на преодоление трения в механизме двигателя, на привод механизмов, навешенных на двигатель, а также на преодоление сопротивлений, возникающих при наполнении цилиндров свежим зарядом и при очистке их от отработавших газов.
Основным показателем экономичности двигателя является удельный
эффективный расход топлива на единицу мощности в час, который для
наиболее экономичных двигателей (дизелей) составляет 200–230 г/кВт
ч или
145–170 г/л. с. ч. Эффективный расход топлива у паросиловых установок значительно выше и колеблется в пределах 300–450 г/кВт
ч.
В связи с низкой экономичностью суда с паровыми машинами сейчас не
строят.
19
One stroke of the piston corresponds to the angle of rotation of the crankshaft
by 180°. Therefore, when the shaft is rotated 360°, the piston will make two strokes.
A set of consecutive processes that periodically repeats in each cylinder and determines the operation of the engine is called a duty cycle. The part of the cycle that
occurs during one stroke of the piston is called a stroke.
The working cycle can be performed in four or two strokes of the piston, according to which the engines are called four-stroke or two-stroke. Four-stroke engines
have one stroke for every four strokes of the piston or two revolutions of the crankshaft, and a two-stroke engine has one stroke for two strokes of the piston or one revolution of the crankshaft. Non-working piston strokes are auxiliary and are performed
due to the kinetic energy of the moving parts of the engine, acquired by them during
the working stroke.
Combustion of fuel directly in the cylinder is the most rational and allows you
to do without an intermediate working fluid (steam) and without additional devices
(boilers, super steam heaters, etc.) necessary for its preparation. This reduces heat losses.
Consequently, internal combustion engines are the most economical of all heat engines. In modern engines, up to 30–43 % of the heat generated by the combustion of
fuel is converted into useful work, then as in steam turbines, 20–26 % of it is used,
20–30 % in gas turbines, and 10–20 % in steam engines.
The main characteristic of the engine is the effective power Nе developed on
the crankshaft and given to the energy consumer (on marine engines to a propeller or
an electric generator). The power developed in the engine cylinders is called indica-
tor power Ni. The effective power is less than the indicator power by the amount of
power loss spent on overcoming rubbing in the engine mechanism, on driving mechanisms mounted on the engine, as well as on overcoming the resistances that arise
when filling the cylinders with a fresh charge and when cleaning them from exhaust
gases.
The main indicator of engine efficiency is the specific effective fuel consump-
tion per unit of power per hour, which for the most economical engines (diesels) is
200–230 g / kWh or 145–170 g / h.p. h.
The effective fuel consumption of steam power plants is much higher and ranges
from 300–450 g/kWh.
Due to the low efficiency, ships with steam engines are not built now.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]