Презентация на тему: "Презентация на тему "Конструкция судовых дизелей" Введение"

МДК 01.01. ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ,
ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА СУДОВОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Тема 1.1 Конструкция судовых дизелей
Разработал преподаватель Мочалов Ю.Г.

Основная

Рекомендуемая литература
1.Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 1. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2010.- 260 с.
2. Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 2. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2010.- 382 с
3. Захаров, Г. В. Техническая эксплуатация судовых дизельных установок : [учеб. для студентов и курсантов, обучающихся по дисциплинам "Эксплуатация судовых энергетических установок"] / Г. В. Захаров. – Изд. 3-е, испр. и доп. – Москва : ТрансЛит, 2015. – 319 с.

Машина, которую создал Жан Этьен Ленуар
в 1860 году(двигатель), стала первым подобным изобретением, которое начали выпускать серийно.
Его конструкция была одноцилиндровой, двухтактной. Идея подобного технического решения была взята от паровой машины Уатта. Отличием было то, что в качестве рабочего тела использовался не пар. Его заменили продукты сгорания, производимые газогенератором, в котором сжигалась смесь светильного газа и воздуха.
Газовый двигатель имел свои преимущества по отношению к паровому:
менее громоздкий;
проще в управлении;
не требовал разогрева котла перед запуском;
работал автоматически (в стационарном режиме);
малошумный;
низкий уровень вибраций.
Все эти преимущества сделали газовый аппарат популярным. Однако вскоре его вытеснил двигатель Отто.

Инженер Николаус Отто создал вместе с Лангеном фирму по производству двигателей выходца из Бельгии. При этом немецкий инженер вел работу по созданию собственного варианта. Ему удалось это в 1878 году. Его машина была шумной и громоздкой. Двигатель был четырехтактным, но он работал с КПД в 16%.
Машина же Ленуара давала лишь КПД в 5%. 

Рудольф Дизель 1858 – 1913 гг.

"Русское общество моторов Дизеля" (РОМД) было основано в 1898 году и контролировало использование всех патентов, выданных в России и Финляндии на производство двигателей внутреннего сгорания
 "Людвиг Нобель" приступил к серийному выпуску дизелей в 1900 г. Всего на конец 1910 гг. было сделано 450 машин. Были  модификации одноцилиндровые от 10 до 125 л.с. и двухцилиндровые от 30 до 250 л.с.

В 1903 году на наливной барже «Вандал», изготовленной на Сормовском заводе и привезенной в Петербург, были установлены три дизеля по 120 л.с.

Постройка первых теплоходов в мире началась в 1902 году на Сормовском заводе в Нижнем Новгороде. Товариществом «Бранобель» было заказано сразу три однотипных судна — «Вандал», «Сармат» и «Скиф». Эти суда являлись танкерами, предназначавшимися для перевозки нефти из Рыбинска в Санкт-Петербург. Размеры корпуса были приняты с учетом ограничений Мариинской системы. Прочный корпус позволял этим судам ходить по Онежскому и Ладожскому озёрам.

Родиной первого дизельного двигателя реверсивного типа, способного работать в обоих направлениях, также стала Россия. Им была оборудована подводная лодка «Минога», построенная в 1908 г. 












В этом же году была проверена работоспособность механического реверсного устройства, который установили на теплоход «Мысль». Также впервые в этом же году и снова в Российской империи местные корабелы смогли построить первый в мире морской танкер, названный «Дело», который должен был работать на Каспийском море. Его отличительной особенностью было то, что этот теплоход имел два дизельных двигателя, суммарная мощность которых составляла 1000 л.с. (по другим сведениям — 2000 л.с.).

Дизельные ЭУ обладают следующими преимуществами по сравнению с ПТУ и ГТУ:
- высокая термодинамическая эффективность при низком расходе топлива;
- умеренные трудозатраты в эксплуатации и высокая надежность;
- возможность сжигать жидкие топлива широкой номенклатуры, в том числе и тяжелые;
- высокая степень приспособленности к автоматизации сравнительно простыми средствами;
- широкая возможность унификации узлов и деталей, что упрощает эксплуатацию и снабжение запасными частями.

В настоящее время основную часть устанавливаемых на судах главных энергетических установок составляют ДВС.
Машинное отделение (дизель со вспомогательными механизмами)

Основными понятиями, относящимися ко всем дизельным двигателям, являются:
верхняя мертвая точка(ВМТ) – положение поршня, при котором он наиболее удален от оси коленчатого вала;
нижняя мертваяточка(НМТ) – положение поршня наиболее близкое к оси коленчатого вала;
ход поршня , [м] – расстояние между ВМТ и НМТ:;
рабочий объем цилиндра Vs, [м3] – объем, описываемый поршнем при движении между ВМТ и НМТ :


объем камеры сжатия Vc , [м3] – объем цилиндра над поршнем при нахождении его в
ВМТ;
полный объем цилиндра Va ,[м3] – сумма рабочего объема цилиндра и объема камеры сжатия:

Дизелем называют ДВС с внутренним смесеобразованием, в котором жидкое топливо, вводимое в распыленном состоянии в цилиндр в конце хода сжатия, самостоятельно воспламеняется в горячем сжатом воздухе.

Из всей со­вокупности деталей можно ус­ловно выделить три группы.
Детали остова - фунда­ментная рама 13, блок- картер 11 с блоком цилиндров 10 и крышки 9 рабочих ци­линдров. Эти неподвижные крупные узлы двигателя соеди­няются между собой болтами, анкерными связями и образуют жесткий остов, способный вос­принимать усилия, возникаю­щие во время работы дизеля.
Детали движения - колен­чатый вал 12, шатуны 1, поршни 2. Эти подвижные детали шарнирно соединены между собой и образуют кривошипно-шатунный ме­ханизм двигателя, предназначенный для преобразования воз­вратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.
Принципиальная схема четырёхтактного двигателя
Детали газораспределения - передаточный механизм (от ко­ленчатого вала к распределительным валам), распределитель­ные валы 3, привод впускных и выпускных клапанов (толкатели 4, штанги 5, коромысла 7). Эта группа узлов двигателя (механизм газораспределения) син­хронизирует движение коленчатого вала 12 и клапанов в крыш­ках 9 рабочих цилиндров в соответствии с необходимыми момен­тами открытия и закрытия клапанов. На рисунке 1 показаны также впускной 6 и выпускной 8 коллек­торы.


Основные детали ДВС.

а - наполнение рабочего цилиндра; б - сжатие заряда; в - горение топлива и расширение про­дуктов сгорания, г - выпуск отработавших газов.
В четырехтактных дизелях рабочий цикл осуществляется за два оборота коленчатого вала или за четыре хода поршня (так­та). Цилиндр такого дизеля закрыт крышкой, в которой разме­щены клапаны для впуска свежего заряда и выпуска продуктов сгорания.

Работа 4-х тактного двигателя

В конце такта расширения и в начале такта сжатия через органы газораспределения нагнетается сжатый воздух, который вытесняет продукты сгорания и занимает их место в рабочем цилиндре. Эти процессы называют продувкой и зарядкой ци­линдра. Продувочный воздух предварительно сжимается проду­вочным насосом или компрессором, выполненным в виде отдельного агрегата. Органами газораспределения у двухтактных ди­зелей служат окна в гильзе цилиндра, перекрываемые поршнем клапаны или золотники.

Рабочий цикл двухтактного дизеля совершается за один по­ворот коленчатого вала (360° ПКВ). Меньшая продолжитель­ность цикла в двухтактных двигателях является следствием сокращения периода газообмена (всего 120-140° ПКВ).

dа – процесс наполнения; ас – процесс сжатия; cz – ­процесс сгорания; zb – процесс расширения; bd – процесс выпуска. Точка 1 соответствует началу открытия впускного клапана, а точка 2 – его закрытию. Впускной клапан, таким образом, открыт на участке 1–d–а–2. Выпускной клапан соответственно открывается и закры­вается в точках 3 и 4. Участок 3–b–d–4 соответствует продолжительности открытия выпускного клапана. Пере­крытие клапанов определяется на пути поршня 1–d–4. Точка 5 соответствует опережению впрыска топлива.
Полная индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя

На круговых диаграммах достигается наглядность представления фаз газораспределения. Отчетливо выявляется перекрытие клапанов:
αобщ = α1 + α4,
где αобщ – продолжительность перекрытия клапанов в градусах угла поворота коленчатого вала;
α1 – опережение открытия впускного клапана в градусах до в. м. т.
α4 – запаздывание закрытия выпускного клапана в градусах после в. м. т.


Круговая диаграмма газораспределения четырёхтактного двигателя
 

На индикаторной диаграмме показаны процессы: ас – сжатие; c z – сгорание;
zb – расширение; bkda – выпуск и продувка.
Угол АОА' = φп – полная продолжительность открытия выпускного окна,
а угол ЕОЕ' = φп – полная продолжительность открытия продувочного окна.

Диаграмма двухтактного двигателя

Условные обозначения характеристик двигателей