deinego_yu_g_sudovoi_motorist_konspekt_lekcii
.pdf38 |
Ю Т. Дейнего |
|
генератора приводит в действие электродвигатель, соединен ный с гребным валом. На судах с электродвижением применя ют двигатели постоянного тока.
Судовые энергетические установки с электродвижением раз мешают в одном или двух отсеках. Гребной электродвигатель всегда размещается как можно дальше в корму, Первичные двигатели и электрогенераторы устанавливают или в том же отсеке, где и гребные двигатели, или, чаще, в отдельном отсе ке, расположенном в нос от отсека гребного электродвигателя.
Винт регулируемого шага (ВРШ).
ВРШ имеет лопасти, поворачивающиеся вокруг их вертикаль ной оси. Их можно устанавливать под любым углом, образуя шаг, необходимый для данного режима судна* ВРШ позволяет удерживать судно на месте, не останавливая двигатель, если все лопасти ВРШ расположены в нейтральном положении, или
осуществлять ттвеж, |
|
||
не меняя |
направле |
|
|
ния вращения вала |
|
||
двигателя. |
|
|
|
BPI1I |
состоит из |
|
|
ступицы, |
поворот |
|
|
ных лопастей, меха |
|
||
низма поворота лопа |
|
||
стей, расположенно |
|
||
го в ступице, меха- |
|
||
низма |
изменения |
|
|
шага (МИШ) в кор-, |
|
||
мовой части судна, и |
|
||
привода механизма |
|
||
поворота |
лопастей, |
|
|
располагаемого в ва- |
|
||
лопроводе. Управле |
|
||
ние механизмом из |
|
||
менения шага осуще |
|
||
ствляется дистанци |
h• r m r f ) . |
||
|
|
|
|
онно из рулевой руб |
|
||
ки. |
|
|
Рис. 31 Схема ВРШ: |
1 - ползун; 2 - шатун; 3 - кривошипный диск; 4 * шток; 5 - поршень; 6 - золотниковый регулятор; 7 - привод управления; 8 - масляный насос; 9 - элек тродвигатель; 10 - масляная цистерна.
Судовой моторист. Консп ект лекций |
о о |
||
. - ^ . 1 - - J J L ^ 11 ■ ■ ■ ■ ' ------------------ ---------------------------------- ----------------------------------------------------------------- |
Н------------------------- 1--1— — ■ If--------------------------------- |
> . --------------- Г I I I - 1 I ■ I I I I f ! l l ^ a r i n n i l 111 Ш 1 И ~ I I 1 r r ~ i H ' > H i I < I • 1 • I I |
V / |
Глава 4- Основные сведения по теплотехнике»
4.1. Рабочее тело. Сила. Мощность, Плотность, Удельный объем,
1.Рабочее тело — это газ или пар, посредством которого осуществляется превращение одного вида энергии в другой,
2.Сила измеряется в ньютонах (Н). Ньютон равен силе, при дающей телу массой 1 кг ускорение 1 метр в секунду, в направ лении действия силы.
3.Мощность Р, N — работа, совершаемая в единицу време ни, измеряется в ваттах (Вт),
4.Плотность S — отношение массы тела к объему, измеря ется в кг/м3.
5.Удельный объем — отношение объема тела к его массе,
измеряется в м5/кг,
4.2. Давление, Давление атмосферное. Давление мано метрическое, давление абсолютное. Вакуум, Приборы для измерения давления.
1. Давление выражается в паскалях (ПА), 1 ПА ^ давлению, вызываемому' силой 1Н, равномерно распределенной на повер хности 1 м2.
2. Давление атмосферное Ра превышение давления, созда ваемого атмосферой под давлением в абсолютном вакууме,
3.Давление манометрическое Рм — превышение давления над атмосферным давлением*
4.Давление абсолютное Р'^Ра+Рм — превышение давления над давлением в абсолютном вакууме.
5.Вакуум (разрежение) — недостаток давления до атмосфер ного.
6.Приборы для измерения давления: манометры (для изме рения избыточного давления), вакуумметры (разряжение), мик- романометры-тягомеры, напоромеры, барометры.
По принципу действия приборы делятся на жидкостные и пружинные, В жидкостных приборах давление измеряется по разности уровней жидкости в сообщающихся сосудах, в пру жинных — величиной деформации упругого элемента (трубки, мембраны, сильфона).
Манометры для измерения давления кислорода имеют кор пус голубого цвета. Имеются самопипгущие манометры.
7.Приборы для измерения температуры;
*стеклянные ртутные со шкалой от 0° до 50(ГС
*термометры спиртовые от 0° до 100°С
ла |
Ю.Г. Дейнего |
*манометрические термометры от 0° до 600С
*термопары
*термометры для холодильных установок со шкалой от -30° до -60*С.
4.3. Теплота* Способы теплопередачи.
Теплота — форма передачи внутренней энергии от тел бо лее нагретых к телам менее нагретым. Передача теплоты воз можна путем непосредственного контакта тел (теплопроводность и конвенция) или без непосредственного их контакта (излучение).
Глава 5, Рабочий процесс ДВС*
5.1. Цикл. Такт. Рабочие процессы 4-х~тактных двига телей, Индикаторные диаграммы рабочего цикла. Круговая диаграмма газораспределения.
1.Рабочим циклом называется совокупность последователь ных и периодически повторяющихся процессов в цилиндре двигателя.
2.Отдельный процесс рабочего цикла, совершающийся в цилиндре двигателя за один ход поршня (всасывание, сжатие, рабочий ход, выпуск газов) называется тактом.
3.Рабочий цикл ДВС может быть осуществлен за 2 или 4 хода поршня (1 или 2 оборота коленчатого вала). В первом случае двигатель будет называется двухтактным, а во втором
—четырехтактным.
4.Положения коленчатого вала, при которых поршень дос тигает крайних положений во время его перемещений в ци линдре, называются верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ),
5.Длина пути, который проходит поршень от ВМТ до НМТ и наоборот, называется ходом поршня. Ход поршня соответству ет повороту коленвала на 180°.
6.Длина хода поршня S и число оборотов п определяют сред нюю скорость поршня Cm, которая характеризует быстроход ность двигателя,
г S п
Ст = — м/с.
7. Объем пространства, заключенный между головкой цилин дра и днищем поршня при его положении в ВМТ, называется камерой сжатия или камерой сгорания, а объем, образующий-
Судовой моторист. Конспект лекций |
41 |
|
ся при движении поршня от ВМТ до НМТ, рабочим объемом цилиндра.
5*2. Рабочие циклы двигателей. Четырехтактный двигатель.
*1 -й такт — всасывание. Поршень движется от ВМТ к НМТ\
вцилиндре образуется разрежение и воздух через открытый впускной клапан идет в цилиндр,
*2-й такт — сжатие. Поршень движется от НМТ к BJMT (все
клапаны закрыты). Давление в цилиндре повышается и темпе
ратура смеси достигает 300Ч>40(УС, * 3-й такт — рабочий ход. В цилиндр впрыскивается топли
во, оно воспламеняется, давление в цилиндре повышается и поршень движется к НМТ.
» 4-й такт — выпуск. Поршень движется к ВМТ, через от» крытый выпускной клапан из цилиндра удаляются газы.
Затем цикл повторяется в том же порядке.
Рис, 32. Схема работы четырехтактного дизеля.
Рис. 33. Диаграмма газораспределения четырехтактного дизеля:
1-2 - всасывание; 2-3 - сжатие; 3-4 - сгорание топ лива и расширение продуктов сгорания (рабочий ход); 4-5 ~ выпуск отработанных газов
42 KXF. Дейнего
Двухтактный двигатель.
В двухтактном двигателе рабочий цикл совершается за один оборот коленчатого вала. Наполнение цилиндра воздухом, сжа тие и сгорание горючей смеси, а также расширение и выпуск газов происходит за два хода поршня. При этом и выпуск про-*
дуктов сгорания, и зарядка воздухом |
|
совершается лишь на некотором уча |
|
стке рабочего хода поршня. |
|
Если процессы сжатия, сгорания и |
|
расширения в двух- и четырехтакт |
|
ных двигателях аналогичны, то очи |
|
стка цилиндра от остаточных газов и |
|
наполнение его свежим воздухом у |
|
них существенно различаются. В че |
|
тырехтактном двигателе основная |
|
масса остаточных газов вытесняется |
|
поршнем при его ходе к ВМТ. В двух |
н . т . т . |
тактном двигателе очистка произво |
Рис. 34. Диаграмма |
дится при открытых продувочных |
газораспределения |
выхлопных окнах, то есть продувка |
двухтактного двигателя: |
и выпуск происходят одновременно* |
Ь2 . сгорание топлива и рас- |
У двухтактных двигателей применя- |
ширение продуктов сгорания |
ются следующие типы продувок: П- (рабочий ход); 2-3 - выпуск га*
образная (контурная) И прямоточно- |
3081 4-5 “продувка; 3-1 - ежа- |
клапанная. |
тие‘ |
5.3. Схема наддува двухтактного двигателя и четырех тактного.
1. Увеличение массы воздушного заряда в цилиндре за счет предварительного сжатия воздуха в компрессоре называют над дувом. Компрессор входит в состав газотурбонагнетателя (ГТН). Воздух после компрессора охлаждается в воздухоохладителе и потом попадает в продувочный рессивер или в подпоршневое пространство крейцкопорных двигателей. При наличии проду вочных насосов воздух из продувочного рессивера в подпорш невое пространство подают продувочные насосы — это двух ступенчатый наддув.
У четырехтактных двигателей схема наддувов следующая: ГТН — вохдухоохладитель — продувочный ресивер.
5.4. Индикаторное давление, индикаторная и эффек тивная мощность. Характеристики двигателя.
Характеристики двигателя:
Судовой моторист. Конспект лекций |
4 3 |
1., Pi — среднее индикаторное давление — условное среднее постоянное давление в рабочем цилиндре,
2, Ni — индикаторная мощность — мощность, развиваемая газами внутри цилиндра.
3, Ne — эффективная мощность двигателя, г^псх — механи ческий КПД двигателя, Ne = Nir}mex
4* Характеристики двигателя.
Характеристиками двигателя называются кривые, определя ющие зависимость мощности и крутящего момента от различ ных показателей: числа оборотов вала, расхода топлива, на грузки и ир, Характеристики составляются при испытании двигателя на стенде.
Различают характеристики: скоростные, нагрузочные и ре гулировочные.
Скоростные характеристики определяют зависимость мощ ности от оборотов п.
Нагрузочные характеристики определяют связь между пара метрами, оценивающими работу двигателя, и параметрами нагрузки* Обычно нагрузочные характеристики выражают за висимость расхода топлива и температуры отработавших газов от эффективности мощности Лге.
Регулировочные характеристики показывают влияние на мощность и экономичность двигателя параметров регулировки при п ■= const, Например, зависимость мощности и расхода топлива от угла опережения подачи топлива и др.
Глава 6. КОНСТРУКЦИЯ ДВС
6.1. Классификация дизелей по конструктивному вы полнению.
ДВС классифицируется по следующим основным признакам: 1» По способу осуществления рабочего цикла — на 4-х такт-
ные и 2-х тактные.
2. По способу воздухоснабжения — с наддувом и без наддува. 3, По способу воспламенения топлива — с воспламенением от сжатия (дизели), е искровым зажиганием (карбюраторные
игазовые).
4.По роду применяемого топлива — жидкого топлива и газовые»
5, По способу смесеобразования — с внутренним смесеобра зованием (дизели) и с внешним смесеобразованием (карбюра торные и газовые).
44 |
Ю.Г. Дейнего |
6. По частоте вращения коленчатого вала: малооборотные двигатели (МОД) с оборотами до 240 в мин.; среднеоборотные двигатели (СОД) с оборотами от 240 до 750 в мин.; повышен ной оборотности (ПОД) с оборотами от 750 до 1500 в мин.
7.По назначению — главные и вспомогательные.
8.По принципу действия — простого действия (рабочий цикл совершается только в одной полости цилиндра); двойного дей ствия (рабочий цикл совершается над и под поршнем) и с про тивоположно движущимся поршнями),
9.По конструктивному исполнению кривошипно-шатунного механизма — тронковые и крейцкопфные.
10.По расположению цилиндров — вертикальные, горизон тальные, однорядные, двухрядные, V-образные, звездообраз ные и т.п.
11.Реверсивные и нереверсивные.
Маркировка судовых двигателей. «Бумейстер и Вайн», 8VTBF-600/120O.
V— 2~х тактный |
F — реверсивный |
Т — крейцкопфный |
Ф цилиндра 600 мм |
В — с наддувом |
Ход поршня — 120 мм |
М — 4-х тактный |
Н — вспомогательный |
«Зульцер», 8КД90,118АД76
8 — число цилиндров |
S — крейцкопфный |
В — 4-х тактный |
Т — тронковый |
Д — реверсивный |
Н — вспомогательный |
А — с наддувом |
|
«Фиат»
С — крейцкопфный |
Т — тронковый |
S — с наддувом |
|
«Пильстик», 12 РС2 V400
12 — число цилиндров |
V — v-образный |
Р — с наддувом |
400 — диаметр цилиндра |
С — нереверсивный |
|
Рис. 35, Чугунная литая фундаментная рама дизеля 8NVD-36:
1 - полки крепления рамы к фундаменту; 2 - гнезда подшипников; 3 - места крепления станины.
Судовой моторист. Конспект лекций |
45 |
|
6*2. Конструктивная схема крейцкопфного и трояко- вого двигателя. Остов двигателя.
1. В трояковом двигателе силы |
|
|
нормального давления, возника |
|
|
ющие при наклоне шатуна, пе |
|
|
редаются тронком (направляю |
|
|
щая часть поршня), скользящим |
|
|
по втулке цилиндра, |
|
|
V крейцкопфных двигателей |
|
|
поршень не создает сил нор |
|
|
мального давления, возникаю |
|
|
щих при наклоне шатуна. Нор |
|
|
мальное усилие создается в |
|
|
крейцкопфном соединении и пе |
|
|
редается ползунами на паралле |
|
|
ли» которые закреплены вне ци |
|
|
линдра на станине двигателя, |
|
|
2. Неподвижные детали ДВС |
Рис. 36, Конструктивные |
|
(фундаментная рама, станина, |
||
схемы остовов дизелей |
||
рабочие цилиндры и цилиндро |
|
вые крышки, соединенные между собой болтами или шпиль ками) образуют прочную и жесткую конструкцию его остова.
6,3* Рабочие цилиндры и крышки цилиндров двухтак тных и четырехтактных двигателей.
Рабочие цилиндры бывают индивидуальные и блочные. Ци линдры, установленные в блоке, охлаждаются водой. Одной из наиболее ответственных деталей двигателя является втулка цилиндра, которая изготавливается из чугуна, может быть хро мирована.
Рис. 37 Рубашки |
Рис. 38 Цилиндровые |
цилиндров дизелей: |
втулки дизелей: |
а —четырехтактного; |
а. б ~ четырехтактного; |
б - двухтактного |
в - двухтактного. |
46
Крышки цилиндров бы вают чугунные, стальные, из алюминиевого сплава. Крышка цилиндра — одна из наиболее сложных и ответственных деталей. Она также охлаждается водой» Крышка цилиндра четырехтактного двигате ля более сложна, а у двух тактного двигателя более простая, так как отсут ствуют впускные и вых лопные клапаны*
Ю.Г. Дейнего
Рис. 39. Крышки цилиндров дизелей:
а, б - четырехтактного; в, г двухтактного.
6.4. Фундаментные рамы, Рамовые подшипники. Станины,
1. Фундаментные рамы двигателей выполняют цельными, либо состав ными и делают их чугун ными, стальными или из алюминиевых сплавов. Фундаментная рама — основа для остова. Внугреннее пространство, об разуемое рамой и блоком цилиндров, называется картером. В фундамент ной раме изготовлены постели для рамовых подшипников и упорно го подшипника, (см. рис. 35).
2. Рамовые подшипни ки — на них укладыва ется коленвал, в них же он и вращается. Рамовые
подшипники бывают толстостенные, залитые
баббитом Б83, Б88 и тон-
костенные, С нескольки- МИ СЛОЯМИ антифрикци-
Рие* 40. Литая фундаментная рама:
1 - рама; 2 - крышка подшипника;
3 - приливы крепления к фундаменту.
^ис> |
Сварная фундаментная рама, |
|
длясварки рамы; 2 ■основаниер<шы; |
3 - ребра жесткости гнезд подшипника; 4 - полка крепления масляного поддона; 5 - гнез-
да рамовых подшипников.
Судовой моторист. Конспект яекций |
47 |
|
о н н ы х металлов: свинцовистая бронза, оловянистый баббит,
алюминиевые сплавы, медь и др.
На фундаментную раму устанавливается станина, которая является промежуточной деталью между рамой и цилиндра ми* У крейцкопфных двигателей станины выполняются в виде вертикальных колонн, у тронковых двигателей средней мощ ности станины коробчатого типа. Анкерные связи (стальные шпильки) стягивают станину с рамой.
6.5. Поршни, пальцы, поршневые кольца. Крейцкоп фы и штоки,
1, Поршень воспринимает давление газов и передает его коленвалу через шатун. Поршень обычно изготавливают из чугуна или алюминиевых сплавов. Поршень состоит из головки, канавки для поршневых колец, юбки, канавки для стопорного кольца и бобышки, в нижней части поршня канавки для мас лосъемных колец.
У двигателей МАП, Зульцер, Гетаверкен и др. поршни составные: верхняя часть из кованной стали, нижняя из чу* гуна, с охлаждением верхней части мас лом. У двигателей МАИ, Зульцер тронновые поршни имеют медные противоизносные кольца.
Рис, 42. Крышка цилиндров дизеля 6ЧСП 12/14 (К-551)
* $ £
Рис. 43. Поршень дизеля:
- - поршень; 2 - компрессор
иое кольцо; 3 - втулка; 4 |
|
|
штифт; 5 - заглушка; в |
Рис. 44. Поршень |
|
палец. |
||
|