Состав и управление главного энергетического комплекса двухвальной дизельной энергетической установки грузового судна
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
В общем случае может быть встроен в ГП.
Соединение ГД и ГП производится эластичной разобщительной муфтой. Эластичная часть муфты защищает ГП от резких изменений крутящего момента дизеля и демпфирующих крутильных колебаний. Соединительно-разобщительная (iепная) часть служит для отключения ГД от ГП. iепная часть муфты устанавливается, например, при прямой передаче для разделения ГД и винта, в ряде других случаев.
Валопровод служит для передачи крутящего момента с выхода ГП на движитель. Частью валопровода является дейдвудное устройство, функцией которого в частности является обеспечение герметичности выходного отверстия валопровода в корме. В общем случае валопровод состоит из нескольких промежуточных валов, гребного вала; валопровод в любом случае массивное устройство, требующее опор. Таким образом передача крутящего момента на движитель осуществляется с неизбежными потерями. Так же валопровод передает упор, создаваемый движителем, на упорный подшипник.
Движитель, в ГЭК СЭУ ГС жестко закрепленный на выходном фланце гребного вала, служит для создания упора (в водную среду) и полезной тяги. Физические особенности водной среды, в частности отличных друг от друга морской и речной, ограничивают диапазон эффективных рабочих частот вращения гребного винта. В ГЭК ДЭУ ГС обычно используется винт фиксированного шага.
2. Выбор и обоснование состава ГЭК, расчет характеристик
В соответствии с заданием проектируется ГЭК двухвальной ДЭУ грузового судна со следующими параметрами (см. приложение А):
,
где nд - оптимальная частота вращения винтов, об/мин,ПК - мощность главного энергетического комплекса, кВт.
В ГЭК грузовых судов с ДЭУ обычно используют в качестве движителя винты фиксированного шага, в качестве ГП редукторную передачу (реверсивную или нереверсивную). Предполагаю отсутствие реверсивного режима в ГД, тогда ГП реверсивная.
Подбираю судовой дизель. Требуемая мощность двигателя:
где РТ - требуемая мощность дизеля, кВт,
х - количество дизелей,
?П - КПД главной передачи.
Подбираю судовые дизеля с мощностью максимально близкой к требуемой. Провожу анализ их технических параметров, итоги анализа приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Сравнение параметров судовых дизелей
№ПараметрМарка дизеля8НВД48А-2У6ЧН26/266ЧН22/241Номинальная мощность, Ре, кВт9709909752Номинальная частота, nе, об/мин428100010003Удельный расход топлива, bе, кг/кВт*ч0,2180,1880,1924Удельный расход масла, b, кг/кВт*ч0,00130,00090,00125Род топлива, j (1 - дизельное; 0,5 - иное)1116Габаритные размеры, Д*Ш*В, м6,12*1,81*2,843,93*1,58*2,313,615*1,49*2,57Масса, M, кг237451100093008Ресурс до капитального ремонта, r, тыс.ч3660609Удельная мощность, p, кВт/м330,8369,0272,4110Удельная масса, m, кг/кВт24,4811,119,5411Стоимость, c, у.е.30031054085048363112Показатель качества, Пк0,55040,73720,7585
Параметры №1-8 даются в паспорте дизеля (см. приложение B). Параметры №9-12 вычисляются по формулам:
где bemin, rmax, mmin, pmax, cmin - минимальные и максимальные значения соответствующих величин, взятых по таблице 1.
Наибольший показатель качества у дизеля 6ЧН22/24. Выбираю его для проектируемого ГЭК ДЭУ ГС. Он не имеет режима реверсирования, поэтому ГП остается реверсивной, ввиду необходимости понижения частоты крутящего момента с 1000 до 330 об/мин ГП так же должна являться понижающей. Род топлива данного двигателя - дизельное. Наличие подходящего дизеля позволяет реализовать ГЭК ДЭУ ГС двумя отдельными пропульсивными линиями. Возможен вариант компоновки с общей суммирующее-разделяющей ГП. Оба варианта имеют свои достоинства и недостатки, выбор зависит от конкретного назначения судна. Значения эффективного КПД дизеля и КПД пропульсивного комплекса вычисляются по следующим формулам:
где ?e - КПД дизеля,
- тепловой эквивалент идеального рабочего цикла,н - нищая теплота сгорания топлива, кДж/кг,
?пк - КПД пропульсивного комплекса,
?в - КПД валопровода, взято условно из задания,
?пр - КПД пропульсивный движителя (с учетом влияния формы корпуса).
Таким образом, в составе ГЭК ДЭУ ГС имеются две отдельные пропульсивные линии со следующими компонентами: судовой дизель 6ЧН22/24, реверсивный понижающий редуктор, валопровод, винт фиксированного шага, упорный и опорные подшипники, эластичная соединительная муфта.
Итоговая схема ГЭК ДЭУ ГС представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Схема ГЭК ДЭУ грузового судна
На схеме:
- судовой дизель 6ЧН22/24;
- эластичная разобщительная муфта;
- реверсивный понижающий редуктор;
- упорный подшипник;
- валопровод и опорные подшипники;
- винт фиксированного шага.
3. Судовой дизель
3.1 Принцип действия
Дизель - тепловой двигатель поршеневого типа, в котором потенциальная энергия рабочего тела политропно преобразуется во вращение выходного вала, воспламенение горючей смеси происходит от сжатия воздуха. Дизель является двигателем в ГЭК ДЭУ ГС.
Выбранный в разделе 2 дизель является форсированным повышенной оборотности (ПОД), в изученной мною литературе двигатели ПОД типа не рассматриваются с точки зрения конструктивного устройства. Считаю возможным все относящееся к СОД и ВОД распространять и на ПОД, все относящееся только к ВОД по причине форсированности выбранного дизеля (наличие наддува) распространять и на него.
Дизель состоит из остова, кривошипно-шатунного механизма (КШМ), газораспределительного механизма (ГРМ), систем (топливная, смазки, охла