Реферат судовая дизельная установка

Обновлено: 05.07.2024

В настоящее время не все суда нашего флота способны работать на тяжелом топливе, зато из современных двигателей все низкоскоростные двигатели и большинство среднескоростных работают на тяжелом топливе, что очень повышает их экономичность. Соблюдение требуемых значений указанных параметров очень важно для организации оптимального процесса сгорания в двигателе, поскольку от этого в значительной степени зависит эффективность использования энергии и возможность сокращения токсичности выбросов.

Инженеры завода первыми оценили перспективность двигателя работающего с воспламенением топлива от сжатия, — дизеля.

По конструктивной схеме двигатели внутреннего сгорания могут быть разбиты на несколько групп. Различают двигатели простого и двойного дей-ствия. У двигателей простого рабочий ход совершается при движении поршня в одну сторону, а у двигателей двойного действия – при движении как в одну сторону, так и в другую. У двигателей двойного действия рабочие полости цилиндров расположены как с одной, так и с другой стороны поршня.

В зависимости от принципов работы и типов главных двигателей и источников энергии судовые энергетические установки подразделяются на:

  • паросиловые;
  • Дизельные;
  • Паротурбинные;
  • Дизельтурбинние;
  • Газотурбинные;
  • Атомные;
  • Комбинированные (например.

Дизель-газотурбинная судовая энергетическая установка).

Рассматриваемый в данной курсовой работе двигатель

Переход своевременно в соответствующие режимы технического обслуживания и ремонта по техническому состоянию механизма позволяет значительно уменьшать расходы, связанные с заменой основных деталей и механизмов судовых энергетических установок. Однако осуществление управления без прогнозирования ожидаемого технического состояния невозможно.

Устанавливается в качестве главного двигателя на маломерных промысловых судах. при

75. мин-1, предназначенные для установки двигателя в качестве главного на промысловых судах при

75. мин-1, предназначенные для установки двигателя в качестве главного на промысловых судах

Гиперфильтрация наиболее удобна для судовых условий, но ее широкому использованию препятствует сложность обработки пленки. В водоопреснительной установке забортная вода может нагреваться паром, электроэнергией и за счет утилизации теплоты отходящей охлаждающей воды или выпускных газов двигателей.

2.3 Методы расчёта рабочего процесса судовых ДВС

Список источников информации

4. Симаков А.С. Методические указания к расчетно-графической работе на тему: “Расчет рабочего цикла судового двухтактного дизеля”. Санкт-Петербург 2003 г.

5. Возницкий И.В. “Современные судовые среднеоборотные двигатели” издание 3-е, учебное пособие по специальности 2405. Санкт-Петербург 2006 г.

Остов дизеля состоит из фундаментной рамы, бока цилиндров и крышек рабочих цилиндров. Блок цилиндров крепиться к фундаментной раме болтами и короткими анкерными связями. Каждая крышка крепиться к блоку цилиндра восемью шпильками.
Фундаментная рама

Фундаментная рама - литая, чугунная. В гнездах поперечных перегородок рамы расположены постели коренных подшипников, стальные вкладыши которых залиты баббитом. Крайний коренной подшипник со стороны фланца коленчатого вала является установочным. Первый коренной подшипник со стороны поста управления, выносной, чугунный, без вкладышей, крепиться к торцу фундаментной рамы.

К нижней открытой части рамы крепится сварной маслосборник.
Блок цилиндров

Блок цилиндров - литой, чугунный. У шести- и восьмицилиндровых дизелей состоит, соответственно, из двух трехцилиндровых и двух четырехцилиндровых блоков, соединенных между собой болтами. В блоке установлены втулки рабочих цилиндров. Со стороны распределения блок имеет горизонтальную полку, на которой устанавливаются топливные насосы, воздухораспределитель, топливоподкачивающий насос, привод тахометра, и автомат пуска. Ниже полки в блоке имеются прямоугольные гнезда для подшипников распределительного вала. На закрытиях картера установлены предохранительные клапаны.
Втулка цилиндра

Втулка цилиндра - литая, чугунная, имеет пять выхлопных и десять продувочных окон. Водяное уплотнение втулки достигается тремя уплотнительными поясами. На двух верхних поясах со стороны продувочных и выхлопных окон установлены медные, а со стороны водяных полостей резиновые кольца. В нижнем поясе установлены резиновые кольца. Втулка имеет охлаждаемые перемычки выхлопных окон.
Крышка цилиндра

Крышка цилиндра - литая, чугунная. Уплотнение между крышкой и втулкой цилиндра осуществляется при помощи прокладки из отожженной меди. В крышке размещены форсунка, пусковой клапан и индикаторный кран с предохранительным (сигнальным) клапаном.

Для очистки водяной полости в блоке и крышке предусмотрены лючки.
Кривошипно-шатунный механизм

Коленчатый вал - цельнокованный из углеродной стали или литой из высокопрочного чугуна. Шатунные и коренные шейки коленчатого вала имеют отверстия для прохода масла. К щекам вала крепятся чугунные противовесы. Вал имеет фланец отбора мощности, со стороны которого установлена разъемная шестерня привода распределительного вала. На вале со стороны поста управления установлена шестерня привода распределительного вала. На вале со стороны поста управления установлена шестерня привода маслянного и водяных насосов. Для судовых дизелей предусмотрена возможность установки демпфера крутильных колебаний на валу со стороны поста управления.
Поршень

Поршень - литой, чугунный. Головка поршня охлаждается маслом. На поршне установлено девять поршневых колец, пять из которых компрессионные прямоугольного сечения и четыре нижних - маслосъемные. Поршневой палец стальной, цементированный, полый.

Шатун рабочего цилиндра изготовлен из углеродистой стали, стержень круглого сечения, с отверстием для подачи масла к головному подшипнику и в полость охлаждения головки поршня. В отверстие верхней головки шатуна запрессована втулка, изготовленная в виде стальной штамповки из двух половин, залитых баббитом. Нижняя головка крепится к стержню шатуна двумя болтами.
Распределение

Распределительный вал, расположенный в блоке цилиндров со стороны продувки, изготовлен из углеродистой стали. Подшипники вала бронзовые. Распределительный вал дизелей 6ДР30/50-6 и 6ДРН30/50 имеет муфту. На распределительном вале установлены разъемные кулачковые шайбы симметричного профиля для привода топливных насосов высокого давления и конические шестерни для привода пускового воздухораспределителя, топливоподкачивающего насоса, датчика электрического тахометра, а также привода автомата пуска, всережимного регулятора, золотника блокировки неправильных реверсов (у дизелей с системой дистанционного автоматизированного управления).

Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала через систему шестерен.
Продувка и наддув

Дизель имеет контурную продувку. Продувочный воздух подается в ресивер поршневым продувочным насосом типа тандем двойного действия, который приводится от дополнительного крипошипа коленчатого вала. Станина насоса установлена на фундаментной раме дизеля. Цилиндр насоса разделен на две независимые полости. Два поршня посажены на общий шток, который соединяется с коленчатым валом при помощи крейцкопфа и шатуна. В полостях всасывания и нагнетания установлены клапанные коробки, в которых расположены пластинчатые клапаны. Из продувочного насоса воздух поступает в ресивер. Выпускные газы поступают в общий для всех цилиндров коллектор.
Система подачи топлива

Топливная система дизеля состоит из топливоподкачивающего насоса, топливных фильтров, топливных насосов высокого давления, форсунок и трубопроводов.

Топливоподкачивающий насос шестеренчатого типа попадает топливо под давлением 0,3-1,2 кгс/см 2 . Привод насоса осуществляется от распределительного вала при помощи пары конических шестерен и вертикального вала.

В топливной системе дизеля устанавливаются следующие фильтры:

- сетчатый фильтр грубой очистки, состоящий из двух самостоятельных фильтров, смонтированных в одном корпусе;

- миткалевый фильтр тонкой очистки;

- щелевой фильтр высокого давления, установленный на форсунке.

Топливный насос высокого давления - отдельный на каждый цилиндр. Регулирование количества подаваемого топлива производится за счет изменения начала подачи топлива посредством изменения времени закрытия всасывающего клапана, перепускающего топливо в начале нагнетательного хода плунжера. Момент закрытия всасывающего клапана изменяется поворотом эксцентрикового валика или изменением длины толкателя клапана.

Привод топливного насоса осуществляется от кулачковой шайбы распределительного вала через роликовый толкатель.

Форсунка закрытого типа. Давление открытия иглы 200-205 кгс/см 2 . Сопло распылителя имеет восемь отверстий диаметром 0,35 мм.

Регулятор числа оборотов

В зависимости от назначения на дизеле устанавливается либо центробежный однорежимный регулятор прямого действия с пределом регулирования числа оборотов ± 25 об/мин от номинального, либо всережимный регулятор непрямого действия. Всережимный регулятор представляет собой агрегат с самостоятельной замкнутой гидравлической системой.
Система смазки

На дизеле имеются две независимые системы смазки: циркуляционная и высокого давления для смазки втулок цилиндров.

Циркуляционная система смазки включает:

- масляный насос шестеренчатого типа, установленный на торце фундаментной рамы (приводится от коленчатого вала). Масляный насос судового (реверсивного) дизеля отличается от насоса стационарного дизеля дополнительными клапанами, обеспечивающими работу насоса независимо от направления вращения шестерен;

- холодильник масла трубчатого типа; вода, охлаждающая масло, проходит внутри медных трубок, масло омывает трубки снаружи;

- фильтр грубой очистки, сетчатого типа, состоящий из двух самостоятельных фильтров, установленных в одном корпусе; фильтр тонкой очистки, представляющий собой резервуар, в котором размещены патроны ДАСФО.
Система охлаждения

Судовые дизели, стационарные дизели с наддувом и дизели 4Д30/50-3 и 6Д30/50-3 имеют двухконтурную систему охлаждения, состоящую из замкнутого контура (забортной воды у судовых дизелей), охлаждающего холодильники воды, масла и воздуха (у дизелей с наддувом).

У судовых дизелей центробежные водяные насосы (пресной и забортной воды) расположены на переднем торце дизеля и приводятся от шестерни коленчатого вала.

У стационарных дизелей на переднем торце расположен водяной центробежный насос для контура пресной воды; прокачка водой через внешний контур осуществляется автономным насосом с электроприводом. Расход воды составляет около 25 л/э.л.с.ч.

Регулирование температуры пресной воды осуществляется терморегулятор.
Система пуска

Пуск дизеля производится сжатым воздухом под давлением не выше 30 кгс/см 2 . Пусковая система включает: пусковые баллоны; главный пусковой клапан, который открывает доступ воздуха из баллона к воздухораспределителю и к пусковым клапанам; нагрузочный клапан, предназначенный для управления главным пусковым клапанами установленными в корпусе поста управления; пусковой воздухораспределитель, управляющий открытием и закрытием пусковых клапанов; пусковые клапаны в крышках цилиндров.
Система управления

Управление стационарными и судовыми дизелями осуществляется рукояткой поста управления, с помощью которой производится пуск; остановка, реверсирование (судовых дизелей) и изменение подачи топлива. Рукоятка поста управления судового дизеля имеет пять положений: "стоп", "пуск вперед", "работа вперед", "пуск назад" и "работа назад", а стационарного дизеля три положения: "стоп", "пуск" и "работа".

Судовые дизели могут оборудоваться автоматизированной системой дистанционного управления, позволяющей производить пуск и управление дизеля с дистанционного пульта управления, который может устанавливаться на расстоянии до 30 м от дизеля. При управлении с дистанционного пульта все операции - пуск, остановка, реверсирование и изменение числа оборотов - выполняются автоматически, после установки рукоятки дистанционного пульта в положение, соответствующее заданному режиму.

На дизеле устанавливаются следующие контрольно-измерительные приборы: пирометрическая установка для замера температур выхлопов газов по цилиндрам; манометры для контроля за давлением масла, воды, топлива, пускового и продувочного воздуха; термометры для контроля за температурой воды и масла; тахометр для контроля за числом оборотов дизеля.
1.4 Техническое обслуживание и эксплуатация ДВС

Техническое обслуживание призвано решить выполнение задач направленных на поддержание двигателя в техническом исправном состоянии, содержащим работы по техническому обслуживанию, осмотры и проверки.

На судах, где предусмотрено вахтенное обслуживание механик обязан:

Осуществлять контроль за работой дизеля и обслуживающими его вспомогательными механизмами, устройствами отбора мощности, системами и трубопроводами по показаниям контрольно-измерительных приборов, сигналами исполнительной и аварийно-предупредительной сигнализации, а так же путем осмотра, проверки на ощупь доступных узлов и прослушивания, руководствуясь при этом требованиями инструкции завода-изготовителя и настоящих правил;

Периодичность и объем обслуживания дизелей без постоянной вахты в машинном помещении устанавливается инструкцией по эксплуатации, разработанной соответствующей службой судовладельца и согласованной с инспекцией Регистра.

После пуска необходимо нагружать двигатель постепенно, в соответствии с инструкцией для данной марки двигателя. Двигатель считается прогретым, когда при установившемся режиме нагрузки температура воды и масла на входе и выходе в соответствующих системах остается постоянной. Для сокращения времени прогрева двигателя холодное масло перед пуском прогревают, если в системе циркуляции имеется устройство для прогрева.

При низкой температуре охлаждающей воды рекомендуется часть теплой воды перепускать в приемную полость насоса системы охлаждения.

Температура выхлопных газов у отдельных цилиндров не должна отличаться от среднего значения более чем на 5% при номинальной нагрузке двигателя. Выхлопные газы должны быть бесцветными или иметь светло-серый оттенок. Другие цвета указывают на неисправность двигателя.

Упорные, промежуточные подшипники и дейдвудные сальники осматривают через каждый час, температуру их нагрева контролируют на ощупь.

Максимальная скорость вращения и зоны критических скоростей вращения вала двигателя отмечаются на тахометре красной чертой и красным сектором. Два раза в сутки показания тахометра проверяют при помощи счетчика оборотов и секундомера. Разность между показаниями записывают в машинный журнал.

Судовые двигатели должны работать с мощностью и частотой вращения, не превышающими номинальных величин, установленных заводами-изготовителями. Работа двигателя с перегрузкой разрешается не более 1 ч. При работе в тропиках мощность дизеля снижается в зависимости от температуры наружного воздуха и в соответствии с требованиями заводской инструкции. Выбор режимов работы установок с ВРШ при раздельном управлении шагом винта и частотой вращения должен проводится в соответствии со специальными инструкциями, имеющимися на судне.

Периодически (4-5 раз за вахту) проверяют чистоту фильтров. Большой перепад давления в фильтрах (контролируется при помощи манометров или дифференциального манометра) указывает на загрязнение фильтра. Равенство давлений указывает на повреждение последнего. Сильно загрязненные фильтры промывают в керосине (топливе), затем в теплой воде и просушивают.

При понижении давления или повышении температуры масла усиливают смазку (включают резервный насос) или уменьшают скорость вращения вала двигателя, сообщают об этом на командный мостик и не медленно устраняют неисправность.

Следят за отсутствием воды и топлива в масле. Содержание их в масле определяют (по цвету и вязкости последнего).

Давление и температура воды после выхода из системы охлаждения каждого цилиндра должны соответствовать инструкции по эксплуатации двигателя. При охлаждении двигателя забортной или пресной водой температура воды, выходящей из каждого цилиндра не должна превышать соответственно 40-50 и 60-80° С. Разность температур воды, выходящей из крышек различных цилиндров, не должна превышать 5° С. Разность температур воды, входящей в дизель и выходящей из него, должна быть больше 7-15° С для замкнутых систем и 10-20° С для проточных. При чрезмерном повышении температуры воды после выхода из системы охлаждения необходимо усилить охлаждение двигателя. Если температура не уменьшается, то уменьшают частоту вращении вала двигателя, сообщают об этом на командный мостик и устраняют неисправность.

В случае охлаждения поршней маслом (водой) контролируют герметичность трубопроводов системы охлаждения поршней и тщательно проверяют отсутствие воды в картере двигателя.

Машинная команда должна внимательно осматривать состояние топливопроводов. Обнаруженные пропуски и неплотности немедленно устраняют, так как в топливную систему может попасть воздух, что вызовет неисправность в работе двигателя.

Нагрев топливного насоса и форсуночной трубки и одновременное увеличение ударности нагнетания в форсуночной трубке указывают на засорение сопла форсунки.

Необходимо проверять на ощупь температуру трубы, соединяющей баллоны с главным пусковым клапаном двигателя. Повышенная температура указывает на поступление в нее газов из цилиндра двигателя в следствии неисправности пусковых клапанов (обычно пропуски газов объясняются неплотностью пусковых клапанов и устраняется притиркой последних).

Периодически определяют максимальное давление сгорания Pz, среднее давление по времени Pt, среднее индикаторное давление Pi . Максимальное давление сгорания в отдельных цилиндрах не должно отличаться более чем на 4%, а среднее индикаторное давление – на 2,5%, от среднего значения при полной нагрузке двигателя.

Непосредственно после пуска двигателя пополняют запас сжатого воздуха в пусковых баллонах. Через каждые полчаса работы компрессора открывают краны продувания и выпускают воду (масло) из сепараторов воздухоохладителей. Работу воздушных насосов контролируют по давлению продувочного воздуха, которое устанавливается в инструкции по эксплуатации двигателя.

Техническая эксплуатация - это комплекс организационных технических мероприятий, направленных на поддержание судна и СДЭУ в техническом исправном состоянии, подразделяется на техническое использование и ремонт.

Под техническим использованием понимается задание судну таких режимов работы, при которых будет обеспечение выполнения судном производственных показателей, поддержание заданных режимов путем постоянного или периодического контроля за параметрами работы двигателя.

Ремонт - восстановление изношенных механизмов, деталей до рабочего состояния судна.

За организацию технической эксплуатации судна отвечает капитан. За организацию и эксплуатацию СДЭУ отвечает старший механик.

Согласно уставу флота рыбной промышленности, либо по распоряжению старшего механика, распределение обязанностей идет путем распределения по заведованию.

Для обеспечения нормальной технической эксплуатации и ремонта дизельной установки на каждом судне должна быть следующая документация:

- инструкция по эксплуатации двигателей завода-изготовителя;

- техническая эксплуатация, обслуживание и уход за дизелями;

- правила технической эксплуатации судовых дизелей;

- межремонтные периоды, нормы износа деталей;

- правила техники безопасности, санитарные правила и правила пожарной безопасности на судах флота рыбной промышленности;

- технические формуляры на главные и вспомогательные дизели и обслуживающие их вспомогательные механизмы;

- инструкции по эксплуатации главных и вспомогательных дизелей, обслуживающих их вспомогательных механизмов;

- акты осмотров, освидетельствований и испытаний дизелей, выданные, инспектором Регистра в период последнего ежегодного освидетельствования;

- инвентарная книга запасных частей;

- комплект сборочных чертежей и схем для главных и вспомогательных дизелей, обслуживающих их вспомогательных механизмов;

- положение о технической эксплуатации судов флота рыбной промышленности;

- устав службы на судах рыбопромыслового флота Российской Федерации;

Обязательными техническими документами по учету и контролю эксплуатации судовой дизельной установки являются:

- журнал технического состояния;

- журнал теплотехнического контроля двигателей;

- журнал индицирования главного двигателя;

- журнал контроля качества горюче-смазочных материалов и охлаждающей воды дизелей;

- теплотехнические и рейсовые машинные отчеты;

- графики выполнения работ по техническому обслуживанию по заведованиям механиков;

- ремонтные ведомости и отчетность на работы, выполняемые силами машинной команды;

- машинный журнал, является основным документом контроля режима работы дизеля и должен ежесуточно проверяться и подписываться главным (старшим) механиком и капитаном. Не допускается ведение двух машинных журналов; чистового и черного.

Контроль за правильностью ведения и хранения технической документации должен осуществляется механико-судовой службой (аналогичными службами) судовладельцев.

Все перечисленные документы, кроме машинного журнала, должны храниться у главного (старшего) механика, а машинный журнал – в машинном отделении.

В настоящее время основную часть устанавливаемых на судах главных энергетических установок составляют ДВС.

Паротурбинные установки имеют только суда с мощностью двигателей от 14700 до 22 100 кВт, и, конечно, атомоходы - суда с ядерной парогенераторной установкой.


Дизельная энергетическая установка состоит из 1-го или нескольких основных двигателей, а также из обслуживающих их механизмов.

В зависимости от способа осуществления рабочего цикла ДВС разделяют на 4-тактные и 2-тактные.

Дополнительное увеличение мощности достигается с помощью наддува.

По частоте вращения ДВС разделяются на:

  • малооборотные дизели с частотой вращения 100-150 об/мин, которые непосредственно приводят в движение судовой движитель;
  • среднеоборотные - 300-600 об/мин, которые приводят в движение судовой движитель через редуктор.

В 60-х гг одновременно с появлением винтов регулируемого шага начали в качестве главного двигателя применять нереверсивные ДВС вначале на малых судах, траулерах и буксирах, а затем и на больших торговых судах. За счет этого конструкция двигателей упростилась.


Машинное отделение (дизель со вспомогательными механизмами).

Судовая энергетическая установка с ДВС изображена на рисунке.

Кроме главного двигателя предусмотрены еще 2 вспомогательных, которые приводят во вращение генераторы.

Для обслуживания главного и вспомогательных двигателей используются вспомогательные механизмы и системы, а также система трубопроводов и клапанов.

Топливная система предназначена для подачи топлива из цистерн к двигателю.

При этом для уменьшения вязкости топливо подогревается и освобождается в сепараторах и фильтрах от жидких и твердых примесей.

Система смазки служит для прокачивания смазочного масла через двигатель с целью уменьшения трения между трущимися поверхностями, а также для отвода части полученного от двигателя тепла и очистки масла.

Система охлаждения предусмотрена для отвода от двигателя тепла, которое проникает в основном через стенки цилиндра и возникает во время сжигания топлива, а также для охлаждения циркулирующего смазочного масла.

Эта система состоит из насосов для пресной и морской воды и охладителей воды и масла.

Пусковая установка, включающая в себя компрессоры, резервуары сжатого воздуха, а также трубопроводы и клапаны, служит для пуска главного и вспомогательных двигателей.

Наряду с указанными выше вспомогательными системами главного и вспомогательных двигателей в машинном отделении находятся и другие судовые механизмы общего назначения.

Принцип действия 4-тактного ДВС показан на рисунке ниже.

В 4-тактном двигателе рабочий цикл осуществляется за 2 поворота коленчатого вала, т. е. за 4 хода поршня.

Механическая работа совершается только за время 1-го такта, 3 остальных служат для подготовки.

При 1-м такте поршень движется в направлении коленчатого вала.

Под воздействием возникающего при этом разрежения воздух через открытый всасывающий клапан устремляется в цилиндр.

В дизеле без наддува давление всасываемого воздуха равно атмосферному, в дизеле с наддувом к цилиндру подводится уже предварительно сжатый воздух. Во время 2-го такта при закрытых всасывающих клапанах предварительно поступивший воздух перед поршнем подвергается сжатию, за счет чего повышаются температура и давление.

Топливоподкачивающий насос, привод которого согласован с движением соответствующего поршня, повышает давление топлива.

При достижении давления 19,62-39,24 МПа топливо через форсунку впрыскивается в цилиндр, в котором у дизелей без наддува давление сжатого воздуха составляет 2,94-3,43 МПа и температура 550-600°С, а у дизелей с наддувом соответственно 3,92-4,91 МПа и 600-700°С.


Принцип действия 4-тактного дизеля.

Топливо впрыскивается незадолго до того момента, когда поршень достигнет верхнего положения.

Впрыснутое и тщательно распыленное топливо в сжатом воздухе нагревается, испаряется и вместе с воздухом образует горячую самовоспламеняющуюся смесь. 3-й такт является рабочим.

Во время процесса сгорания топлива образуются горячие газы, которые вызывают увеличение давления над поршнем в дизелях без наддува от 4,41 до 5,4 МПа, а в дизелях с наддувом - от 5,89 до 7,85 МПа.

Под давлением силы, возникающей за счет давления газов, поршень движется вниз, газы расширяются и производят при этом механическую работу.

Во время 4-го такта открывается выпускной клапан и отработавшие газы выходят наружу.

4-тактные судовые ДВС изготовляются как многоцилиндровые двигатели. Они устроены так, что рабочие такты равномерно распределяются по отдельным цилиндрам.


Принцип действия 2-тактного дизеля.

В рабочий цикл 2-тактного дизеля входят 2 такта, или 1 оборот коленчатого вала.

1-й такт, называемый сжатием, начинается, когда поршень находится в нижнем положении.

Впускные окна в боковых стенках цилиндра открыты. Через эти окна проходит предварительно сжатый продувочный воздух, давление которого должно быть выше давления находящихся в цилиндре расширившихся газов. Одновременно продувочный воздух через открытый выпускной клапан вытесняет отработавшие газы из цилиндра и наполняет цилиндр новой дозой. Когда впускные окна закрываются поршнем, к цилиндру воздух не подводится. Так как одновременно закрывается и выпускной клапан, воздух в цилиндре сжимается. Этот процесс не показан на рисунке.

Впрыскивание топлива и воспламенение происходит точно так же, как и в 4-тактном ДВС.

Во время 2-го такта - рабочего (или расширения) - расширяющиеся газы совершают механическую работу.

В конце этого такта впускные окна открываются поршнем и процесс продувки цилиндра начинается снова.

Отработавшие газы могут выйти из цилиндра через внешний клапан, либо через управляемые поршнем выпускные окна.

Под наддувом дизельного двигателя понимают подачу к цилиндрам большего количества воздуха, чем требуется для заполнения всего цилиндра при такте всасывания.

Цель наддува заключается в том, чтобы способствовать сжиганию наибольшего количества топлива за 1 рабочий цикл.

Это означает повышение мощности двигателя без увеличения его размеров (диаметра, хода и числа цилиндров), а также частоты вращения.

Наддув можно осуществлять за счет предварительного сжатия воздуха перед цилиндром.

Во всех выпускаемых 4-тактных судовых ДВС предварительное сжатие воздуха происходит с помощью центробежного компрессора, который приводится в действие газовой турбиной, работающей на отработавших газах дизеля.


Принцип действия газотурбинного нагнетателя.
1 - турбина, работающая на отработавших газах; 2 - отработавшие газы; 3 - свежий воздух; 4 - компрессор; 5 - коленчатый вал; 6 - цилиндр; 7 - поршень.

Принцип действия компрессора показан на рисунке выше. Поступивший из компрессора воздух проходит через фильтры. После открытия впускного клапана сжатый воздух подается через воздушный коллектор к соответствующим цилиндрам.

В двухтактных дизелях предварительное сжатие воздуха происходит в центробежных компрессорах, в пространстве под поршнем, а также в поршневых компрессорах, приводимых в действие двигателем. Давление наддувочного воздуха достигает 0,14-0,25 МПа. На рисунке ниже показан в разрезе главный малооборотный дизель с наддувом.


Принцип действия малооборотного двухтактного дизеля: а - предварительно сжатый воздух вытесняет отработавшие газы из цилиндра; b - одновременно происходит сжатие и всасывание; с - рабочий такт и предварительное сжатие; d - предварительно сжатый воздух вытесняет отработавшие газы из цилиндра двигателя без выходного клапана.

2-тактные дизели изготовляют в виде многоцилиндровых рядных двигателей с 10-12 цилиндрами.

Диаметр цилиндров больших 2-тактных дизелей достигает 1000 мм, ход - 1500-2000 мм.

Мощность цилиндра при общей мощности двигателя более 29 440 кВт составляет от 2900 до 3700 кВт.

В связи с этим ДВС можно использовать в качестве главных двигателей и на крупных судах.

2-тактные дизели имеют очень большие размеры и массу.

Их удельная масса достигает 40-55 кг/кВт. При мощности, например 14 720 кВт, масса составляет 600-800 т.


4-тактный дизель (рядный двигатель).
1 - наддувочный агрегат; 2 - охладитель наддувочного воздуха; 3 - трубопровод отработавших газов; 4 - трубопровод наддувочного воздуха; 5 - трубопровод охлаждающей воды; 6 - масляный трубопровод; 7 - топливный трубопровод; в - распределительный вал; 9 - приводное колесо; 10 - промежуточные шестерни; 11 - приводное колесо коленчатого вала; 12 - коленчатый вал; 13 - шатун; 14 - поршень; 15 - цилиндровая гильза; 16 - камера охлаждающей воды; 17 - крышка цилиндра; 18 - выпускной клапан; 19 - впускной клапан; 20 - топливный клапан; 21 - штанга; 22 - топливный насос; 23 - маслораэбрызгивающее кольцо; 24 - масляная ванна картера; 25 - станина двигателя; 26 - блок цилиндров.

Четырехтактные дизели применяют на судах либо в составе дизель-генераторных установок, либо в качестве главного двигателя в многовальных энергетических установках (по одному дизелю на один движитель) и, соответственно, в многодвигательных установках для одного движителя. Применение среднеоборотных дизелей в качестве главного двигателя дает следующие преимущества:

- увеличение надежности (при выходе из строя одного двигателя остальные продолжают работать);

- уменьшение габаритов и собственной массы деталей (например, клапанов, поршней, кривошипных механизмов, подшипников и т. д.);

- уменьшение удельной массы, которая в зависимости от мощности составляет от 14 до 35 кг/кВт (для мощностей около 2200 кВт).

Среднеоборотные дизели используются также в дизель-электрических энергетических установках в качестве главного двигателя.


4-тактный дизель V-образной конструкции.
1 - поршень; 2 - цилиндровая гильза; 3 - коленчатый вал.

Главное меню

Судовые двигатели

Главная Судовые дизельные установки Машинное помещение морских судов Состав судовой дизельной установки

В состав судовой дизельной установки входят: главный дизель, вырабатывающий энер­гию для привода судового двигателя, сообщающего судну задан­ную скорость; механическая или электрическая система пере­дачи энергии главного двигателя движителю; движитель, преобразующий энергию вращения коленчатого вала главного двигателя в энергию поступательного движе­ния судна; . вспомогательные механизмы, обеспечивающие ра­боту главного двигателя, снабжение судна электрической и другими видами энер­гии, а также функционирование общесудовых систем, необходи­мых для жизнедеятельности судна и экипажа; судовое оборудова­ние, состоящее из различного рода противопожарных средств, теплообменных аппаратов, фильтров, цистерн, баллонов и т. п. агрегатов; местный пост управления, расположенный непосред­ственно на главного двигателя или вблизи него и оборудованный органами управ­ления, контрольно-измерительными приборами и средствами связи; центральный пост управления — помещение, в котором располо­жены органы дистанционного управления главного двигателя, вспомогательными механизмами, винта регулируемого шага, судовыми системами (контрольно-измеритель­ные приборы, аварийно-предупредительная сигнализация и сред­ства связи).

Машинные помещения — это все помещения, в которых распо­ложены дизели, используемые как главные механизмы либо для других целей, с общей мощностью этих дизелей не менее 375 кВт, либо котлы, работающие на жидком топливе, а также шахты всех указанных помещений.

Машинное отделение — это машинное помещение, в котором находятся главного двигателя, а на судах с гребными электрическими установ­ками — главные генераторы.

Котельное отделение — это машинное помещение, в котором размещены паровые котлы. Отделения ВМ — это помещения, в которых размещают механизмы судовой электростанции, испа­рительные установки, сепараторы, рефрижераторные установки и пр.

Главного двигателя и ВМ, обеспечивающие безопасность и движение судна, должны сохранять работоспособность при следующих предельных условиях: длительном крене до 15°, длительном дифференте до 5°, бортовой качке ±22,5° с периодом 7—9 с, килевой качке ±7,5°, а также при совместном действии килевой и бортовой качек. Аварийные источники электроэнергии дополнительно должны сохранять длительную работоспособность при одновременном дей­ствии крена 22,5° и дифферента 10°.

Конструкция и расположение пусковых и реверсивных устройств должны обеспечивать возможность пуска и реверсиро­вания каждого механизма одним человеком. Направления пере­мещения рычагов, маховиков и кнопок управления должны обо­значаться стрелками и надписями на самих устройствах.

Как правило, все отделения судовых энергетических установок находятся в одном водонепро­ницаемом отсеке. Исключение составляют очень крупные суда, например океанские пассажирские суда, у которых энергетических установок может быть расположена в нескольких отсеках.

Читайте также: