Тема 2. Процессы газообмена в двс

Тема 3. Процесс сжатия

Тема 4. Топливо для судовых ДВС

Тема 5. Процесс подачи и впрыскивания топлива

Тема 6. Смесеобразование

Тема 7. Процесс сгорания топлива

Тема 8. Процесс расширения

Тема 9. Индикаторные и эффективные показатели ДВС

Тема 10. Тепловой баланс ДВС

Тема 11. Экологические характеристики ДВС

Тема 12. Наддув судовых ДВС

Тема 13. Эксплуатационные характеристики судовых ДВС

13.1. Общие сведения. Механическая и тепловая напряженность ДВС.

13.2. Внешние характеристики ДВС

13.3. Ограничительные характеристики ДВС

13.4. Винтовые характеристики ДВС

13.5. Нагрузочные характеристики ДВС

13.6. Регуляторные характеристики ДВС

13.7. Универсальные характеристики ДВС

13.8. Регулировочные характеристики ДВС

Тема 14. Регулировка судовых ДВС

Тема 15. Неустановившиеся режимы работы ДВС

Тема 16. Работа судовых ДВС в особых условиях

Тема 17. Диагностирование и испытания судовых ДВС

Тема 18. Динамика, уравновешенность и крутильные колебания ДВС

3. ИЗУЧЕНИЕ ТЕМЫ 1

Наименование темы, краткое содержание материала:

Тема 1. Общие сведения о судовых ДВС

1.1. Достоинства и недостатки ДВС. Основные требования Морского Регистра к судовым ДВС.

1.2. Устройство ДВС

1.2.1. Конструкция деталей остова и деталей двигателя. Эксплуатация, обслуживание, требования Морского Регистра.

1.2.2. Системы газообмена и наддува. Эксплуатация, обслуживание, требования Морского Регистра.

1.2.3. Топливные системы ДВС. Эксплуатация, обслуживание, требования Морского Регистра.

1.2.4. Топливовпрыскивающая аппаратура (топливные насосы высокого давления, форсунки). Эксплуатация, обслуживание, требования Морского Регистра.

1.2.5. Системы смазки: циркуляционная, лубрикаторная, с сухим картером, с мокрым картером. Эксплуатация, обслуживание, требования Морского Регистра.

1.2.6. Системы охлаждения. Эксплуатация, обслуживание, требования Морского Регистра.

1.2.7. Система сжатого воздуха, управления и аварийно-предупредительной сигнализации. Требования Морского Регистра.

1.3. Схемы работы четырех- и двухтактных ДВС без и с наддувом. Процессы, происходящие в течении рабочего цикла ДВС. Индикаторные диаграммы.

1.4. Идеальные циклы ДВС. Определение, циклы с изобарным, изохорным и смешанным подводом теплоты. Их сравнение.

Литература: [1, с.5-38, 235-295], [2, с.6135], [3, с.4-38].

Методические указания:

В результате изучения материала введения студенты должны твердо усвоить, что поршневые двигатели внутреннего сгорания играют в судовой энергетике главную роль.

В условиях исчерпания мировых запасов углеводородного топлива определяющим критерием при выборе источников энергии для судовой силовой установки выступает степень совершенства преобразования тепловой энергии в работу, т. е. их коэффициенты полезного действия. Однако только правильный выбор и установка наиболее экономичного источника энергии на промысловом судне еще не определяют действительного экономического эффекта в широком диапазоне режимов и времени эксплуатации. Следует обратить внимание на то преимущество двигателей внутреннего сгорания перед другими известными источниками энергии, которое выражается в возможности сохранения высоких экономических показателей в течение всего ресурса. Важно также понять, что только грамотная эксплуатация судовых двигателей и их систем определяет экономичную работу силовой установки в целом.

При изучении темы следует получить ясное представление о принципах и схемах работы двигателей внутреннего сгорания. Особое место необходимо уделить физической сущности и последовательности процессов и явлений в схемах работы четырех- и двухтактных судовых дизелей.

Полезно перед проработкой материала темы повторить раздел «Газовые циклы» курса «Термодинамика». В ходе работы над литературой следует тщательно изучить приводимые схемы и рисунки и начертить свои, которые поясняют изучаемый материал и дают ясное представление о протекании процессов газообмена, сжатия, сгорания и теплообмена в цилиндрах дизелей по индикаторным диаграммам и круговым диаграммам газораспределения и топливоподачи. Необходимо научиться строить и уметь объяснять протекание процессов не только в координатах «давление - объем», но и в координатах «давление - угол ПКВ». Начинают построение цикла двигателя в координатах «давление - угол ПКВ» с нанесения кривой давления в зависимости от угла поворота коленчатого вала без подачи топлива, а затем на нее накладывают кривую давлений, обусловленную подачей топлива и процессом сгорания.

Важно понять, что полнота индикаторной диаграммы определяется теплотворной способностью горючей смеси, т. е. соотношением масс воздуха и топлива, характеристиками воздушного заряда и вносимого в цилиндр топлива согласно выражению

Так как значения Q_н и L₀ для данного вида топлива не меняются, теплотворная способность горючей смеси, а следовательно, и полнота индикаторной диаграммы, зависят только от величины коэффициента избытка воздуха при сгорании, который определяется отношением действительного количества воздуха в цилиндре к теоретически необходимому количеству воздуха для полного сгорания поданного в цикле количества топлива.

При изучении тем, связанных с конструкцией узлов и систем двигателя, следует придерживаться следующей схемы работы. Основываясь на своем практическом опыте и ранее полученных знаниях, выполните анализ конструкции узлов и деталей двигателя, т. е. перечислите письменно или устно все их элементы. Рекомендуется в процессе изучения элементов выполнять их эскизы, схемы или технические рисунки, что способствует прочному закреплению материала. При этом следует уяснить смысл всех конструктивных элементов, которые отличают геометрию детали от идеальной. Например, в конструкции поршня имеются отверстия для прохода масла, для ввертывания рымов при демонтаже и т. д.

Изучив конструкцию деталей, узлов какого-либо конкретного двигателя, переходят к нахождению их конструктивных отличий в других типах дизелей. Затем изучают условия работы детали, места и причины ее наибольших износов или повреждений в процессе эксплуатации; требования Правил Регистра к техническому состоянию и условиям эксплуатации; номенклатуру материалов, из которых изготавливаются конструкции деталей и узлов. В заключение необходимо уяснить места расположения опасных сечений.

Вопросы для самопроверки:

1. Охарактеризуйте основные этапы развития двигателей внутреннего сгорания.

2. Почему в составе судовых энергетических установок в основном применяются поршневые двигатели внутреннего сгорания?

3. Почему судовые дизельные установки характеризуются наибольшей экономичностью?

4. Какие требования предъявляются к судовым двигателям?

5. Что следует понимать под технической эксплуатацией, техническим использованием и обслуживанием?

6. В чем заключается специфика эксплуатации двигателей на промысловых судах и транспортных судах?

7. Изобразите и поясните протекание процессов в идеальном цикле двигателя.

8. Изобразите в координатах p-V и p- циклы четырех- и двухтактного двигателей.

9. Изобразите круговые диаграммы газораспределения и топливоподачи четырех- и двухтактных дизелей, объясните порядок и условия работы клапанов.

10. Чем отличается внутреннее смесеобразование от внешнего?

11. Почему в дизелях не применяют внешнего смесеобразования?

12. В каких пределах изменяется коэффициент избытка воздуха при сгорании в дизелях, карбюраторных двигателях на режимах холостого хода и номинальной мощности?

13. Почему сгорание в дизелях реализуется при повышенных коэффициентах избытка воздуха?

14. Изобразите конструкцию коленчатого вала и его элементов.

15. Выполните анализ конструкций группы движения тронкового двигателя.

16. Выполните анализ конструкции группы движения крейцкопфного двигателя.

17. Назовите наиболее изнашиваемые элементы деталей группы движения.

18. Перечислите материалы, которые применяются при изготовлении деталей группы движения.

19. Поясните расположение опасных сечений в деталях, приведите расчетную схему деталей на прочность.

20. Приведите типичные схемы систем, обслуживающих работу судового ДВС.