Файл: Содержание Задание 1 3 Задание 23 6 Задание 17 8 Задание 53 9 Задание 40 10 Задание 48 14 Задание 56 18 Задание 1 Начертите принципиальную конструктивную анкерную схему остова главного двигателя с указанием габаритных размеров..docx

Содержание

Задание 1

Начертите принципиальную конструктивную анкерную схему остова главного двигателя с указанием габаритных размеров. Поясните как соединяются все элементы остова в единую жесткую конструкцию и как осуществляется его установка на судовой фундамент.

Все детали двигателя можно объединить в 2 группы: подвижные, например КШМ, и неподвижные - остов. Остов предназначен для создание опоры движущимся частям и для обеспечения им необходимого взаимного расположения. Остов двигателя включает

• 
  фундаментную раму с рамовыми подшипниками;
  
• 
  станину;
  
• 
  цилиндры;
  
• 
  цилиндровые крышки.
  

К конструкции остова предъявляют следующие основные требования:

• 
  возможно большая жесткость,
  
• 
  достаточная прочность,
  
• 
  возможно меньшая масса (масса остова достигает 70 % общей массы дизеля).
  

Высокая жесткость остова дает возможность избежать недопустимых деформаций его деталей, нарушающих относительное расположение осей деталей КШМ. Необходимая жесткость остова при достаточной прочности и наименьшей массе обеспечивается главным образом выбором его рациональной конструктивной схемы. В зависимости от типа двигателя составные части выполняются как отдельно так в комбинации друг с другом.

В остове на рис. 1,а станина 3 выполнена заодно с блоком цилиндров 4 (блок-станина) и установлена на фундаментной раме 1; в другой схеме (рис. 1,в) станина сделана заодно с фундаментной рамой при отдельном блоке цилиндров. В данных схемах обеспечивается высокая продольная жесткость остова при относительно небольшой массе, уменьшается площадь обрабатываемых поверхностей, однако изготавливать такие остовы технологически сложно. Рассмотренные конструкции широко используются в среднеоборотных двигателях (СОД) средней мощности.

В современных мощных СОД широко применяют остовы, в которых станина (рис. 1,г) выполнена заодно с блоком цилиндров или раздельно (рис. 1,д). Фундаментная рама отсутствует, но имеется легкий съемный поддон-маслосборник 8.

---

Рамовые подшипники 7 прикреплены к станине снизу (подвесные подшипники). Такие конструкции позволяют значительно снизить массу остова и упростить центровку подшипников относительно оси коленчатого вала. В малооборотных двигателях МОД ( об/мин) применяют остовы с раздельно изготовленными фундаментной рамой (рис. 1, е), станиной и цилиндрами или блоком цилиндров. Необходимая жесткость остова обеспечивается благодаря большому сечению высоких поперечных и продольных балок фундаментной рамы, а также применению блока цилиндров и станины коробчатой конструкции (рис.1,ж). Схема позволяет упростить изготовление деталей остова и применить различные материалы для изготовления: блока цилиндров — чугун, станины и рамы — сталь. Детали остова выполненные отдельно соединяются между собой анкерными связями, представляющими собой длинные шпильки с резьбой на обоих концах.

Анкерные связи 6 (обычно четыре связи на один цилиндр) соединяют все элементы остова (кроме цилиндровых крышек) в единую жесткую конструкцию во избежание их деформации под действием сил расширяющихся газов и сил инерции. В остове безанкерной конструкции его детали соединены болтами или шпильками.

Условия работы остова определяются:

• 
  действием механических нагрузок,
  
• 
  общим тепловым состоянием дизеля
  
• 
  способом соединения деталей остова.
  
• 
  
  
• 
  Рис. 1 Остовы
  

В остове безанкерной конструкции под действием давления сил газов, действующих на поршень и крышку цилиндра (рис. 1,а), стенки остова испытывают растягивающие напряжения.

В остове анкерной конструкции (см. рис. 1,а) каждую связь затягивают с усилием превышающим максимальную силу при сгорании газов , действующую на одну связь. Поэтому в неработающем дизеле детали остова испытывают напряжения сжатия от силы , а во время работы — от разности сил ( ).

В результате деформация остова, не изменяя своего знака, строго следует за деформацией анкерных связей. При этом сила действия газов

---

на каждый рамовый подшипник вызывает изгиб только поперечных балок фундаментной рамы, так как реакции уравновешиваются на связях, причем изгибающий момент в опасном сечении будет меньше, чем в безанкерной конструкции из-за того, что .

Остов можно представить как балку (рис. 1, б), верхней полкой которой является блок цилиндров, а нижней — фундаментная рама. Верхняя полка такой балки-остова во время работы дизеля имеет среднюю температуру 60—75°С, а нижняя 10—25 °С. Разница температур вызывает тепловое расширение и изгиб остова.

Задание 23

Приведите круговую диаграмму двухтактного двигателя с прямоточно – клапанной продувкой. Поясните, как определить порядок работы цилиндров двухтактного двигателя.

Рабочий цикл двухтактного двигателя осуществляется за два такта (за один оборот коленчатого вала). Процессы выпуска и наполнения ци­линдра воздухом происходят только на части хода поршня (130—150° пово­рота коленчатого вала), а потому они значительно отличаются от таких же процессов в четырехтактных двигателях.

Процессы очистки цилиндра (выпуска) и продувки (наполнения) весьма сложны и зависят и от типа двигателя, и от самого устройства органов продувки и выпуска. В судовых двухтактных дизелях нашли применение различные устройства органов продувки и выпуска, т. е. различные системы продувок.



Рис 2. Схема двухтактного двигателя

На рис. 2 изображена схема устройства двухтактного дизеля тронкового типа с прямоточно-клапанной продувкой.





Рис. 3. Круговая диаграмма распределения двухтактного двигателя.

В нижней части боковой поверхности рабочего цилиндра расположены продувочные окна, а в крышке цилиндра — выпускные клапаны. Продувоч­ный воздух нагнетается в цилиндр продувочным насосом (в рассматриваемой схеме — продувочный насос роторного типа, или объемный насос). Он рас­положен сбоку и приводится в действие от распределительного вала. Вы­пускные клапаны приводятся в действие от распределительного вала, число оборотов которого равно числу оборотов коленчатого вала.

---

Круговая диаграмма представлена на рис. 3.

Задание 17

Начертите эскиз шатуна судового двигателя с косым разъемом и укажите его преимущества.

а)

б)

Рис. 4. Шатуны. а — рядного типа; б — с косым разъемом нижней головки; 1 — верхняя головка; 2 — стержень; 3 — нижняя головка; 4—крышка нижней головки; 5 — втулка верхней головки; 6 — шатунный болт; 7 — гайка; 8—отверстие для смазывания пальца.

Нижнюю головку шатуна делают разъемной; ее габариты должны позволять вынимать поршень с шатуном, как правило, через цилиндр, что определяется условиями сборки двигателя. После установки поршня с шатуном в двигатель к нижней головке крепят ее крышку с помощью шатунных болтов и гаек. По конструкции нижние (кривошипные) головки шатунов отличаются большим разнообразием. Наиболее проста показанная на рис. 4, а плоскосимметричная конструкция. Стремление увеличить диаметр коренных шеек коленчатого вала при форсировании двигателей приводит к уменьшению толщины нижней головки в месте разъема. В связи с этим, а также для обеспечения возможности выемки шатуна через цилиндр широкое распространение получили шатуны с косым разъемом нижней головки (рис. 4, б), у которых стык по условиям прочности расположен под углом 42…50° к оси стержня шатуна. Для восприятия срезывающих сил в плоскости стыка применяют зубчатое (шлицевое) соединение с заданной плотностью прилегания.

Задание 53

Какие методы снижения вредных выбросов дизелями в атмосферу применяются на судах флотов.

Для достижения максимального эффекта по повышению уровня экологической безопасности необходимо подходить к решению данной задачи комплексно. Так, рациональная схема рабочего процесса должна предусматривать:

1. 
   Снижение температуры воздуха в цилиндре в начале сжатия.
   
2. 
   Ограничение подачи топлива до в. м. т.
   
3. 
   Организованное сгорание впрыснутой до в. м. т. порции топлива с целью интенсификации процесса сгорания основной порции топлива, впрыскиваемой за в. м. т.
   
4. 
   Подача основной порции топлива с большой интенсивностью, высокой дисперсностью и ее окончание не позднее 20...25° поворота коленчатого вала (п. к. в.) за в. м. т.
   
5. 
   Синхронизация периода максимальной скорости сгорания топлива с началом интенсивного движения поршня к нижней мертвой точке (н. м. т.), т. е. после 10...15° п. к. в. за в. м. т. В этом случае работа расширения газа должна в максимальной степени компенсировать прирост энергии от сгорания топлива и тем самым сдерживать рост температуры.
   
6. 
   Окончание процесса сгорания не позднее 40...45° п. к. в. за в. м. т.
   
7. 
   Исключение отрыва от соплового наконечника капель топлива или их укрунения в момент окончания впрыска.
   

---

Для сохранения достигнутых преимуществ важно квалифицированно эксплуатировать СЭУ, учитывая оптимальные режимы работы. Таким образом, суммируя грамотную эксплуатацию, регулировки показателей РП, высококачественное топливо и внешние системы уменьшения выбросов (нейтрализация и фильтрация), можно получить значительное снижение концентрации ВВ в ОГ без серьезных конструкционных доработок. Использование присадок, ВТЭ и подогрева топлива в совокупности позволяет эксплуатировать судно в строго охраняемых экологами акваториях, что способствует развитию торговых отношений за рубежом.

На судовых дизелях в проектной стадии рекомендуется внедрение электронного управления и выстраивание работы по адиабатному циклу. Применение АНЭУ на основе двигателей Стирлинга повысит конкурентоспособность российских подводных лодок и укрепит положение военного флота.

Задание 40

Начертите схему системы очистки дизеля во время работы и объясните назначении всех ее элементов.

Применение систем непрерывной очистки (СНО) позволяет значительно снизить интенсивность процесса нагарообразования на деталях ЦПГ и в газовоздушном тракте, увеличить наработок двигателей на ресурс до переборок без снижения их надежности, повысить экономичность работы дизелей.

Сущность метода непрерывной очистки воздухоохладителей, впускных и выпускных окон цилиндровых втулок, поршней и газового тракта заключается в периодическом впрыскивании в воздушный канал работающего двигателя водного раствора специального моющего препарата. Моющий эффект препарата основан на ударном эмульгирующем и растворяющем действии его на смолистые и зольные отложения.



Рис. 5. Принципиальная схема системы непрерывной очистки дизеля.

1 — ЦПГ дизеля; 2 - ресивер продувочного воздуха; 3 — воздухоохладитель; 4 — форсунка; 5 — распределительный коллектор; 6 — трубопровод сжатого воздуха; 7— гидропневмобак—дозатор; 8 — расходная цистерна; 9 — турбокомпрессор; 10 — защитная решетка газовой турбины; 11 -дроссельная шайба; 12 — трубопровод слива промывочной воды.

Подаваемый через форсунки в распыленном виде моющий препарат первоначально растворяет шламовые отложения с воздухоохладителя, воздушного ресивера и впускных окон цилиндровых втулок. Поступая в цилиндры вместе с продувочным воздухом, препарат впитывается в нагар через трещины, расклинивает его и способствует отделению от поверхностей деталей. Вместе с продуктами сгорания пары жидкости направляются в газовый тракт двигателя, где также оказывают разрыхляющее воздействие на нагароотложения. Эффективность применения системы непрерывной очистки во многом зависит от принятой рецептуры моющей жидкости, правильного выбора мест ее подвода, дисперсности распыления, дозировки и частоты ввода.

---