Состав и управление главного энергетического комплекса двухвальной дизельной энергетической установки грузового судна
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
В¶дения, наддува, газоотвода, пуска и реверса, управления и контроля). Существует много вариантов исполнения, но принцип действия во всех случаях одинаков. Принцип действия четырехтактного дизеля показан на рисунке 3.
Рисунок 3 - Принцип действия четырехтактного дизеля
1 такт - впуск и наполнение. Поршень движется от верхней мертвой точке (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ). При этом через впускной клапан в цилиндр поступает воздух под давлением pн - давлением надувочного воздуха. Это происходит за счет разницы давлений во входном патрубке и увеличивающемся объеме цилиндра. Впускного клапан открывается несколько раньше прохождения поршнем ВМТ, что создает благоприятные условия для поступления воздуха.
такт - сжатие. Впускной клапан закрывается после прохождения поршнем НМТ. Поршень совершает обратный (к ВМТ) ход, во время которого поступивший в цилиндр воздух сжимается до давления pc - давления сжатия. Это повышает его температуру до уровня Tc - температуры самовоспламенения рабочего тела. Топливо впрыскивается форсункой с некоторым опережением до ВМТ. Это необходимо для качественной подготовки к воспламенению рабочего тела: образованию равномерной смеси паров топлива с воздухом.
такт - сгорание и расширение (рабочий ход). Поршень движется от ВМТ к НМТ. Это происходит за счет воспламенения рабочей смеси (точка с), в результате которого давление повышается до pz - максимального давления цикла (точка z) и начинается расширение рабочего тела. Газы воздействуют на поршень и совершают полезную работу. Чем выше Tz (температура рабочего тела в точке z), тем выше эффективность работы дизеля.
такт - выпуск. Поршень движется от НМТ к ВМТ, выталкивая отработавшие газы (ОГ) из цилиндра. При этом выпускной клапан открывается немного раньше НМТ, что в сумме с открытием впускного клапана создает благоприятные условия для качественной очистки цилиндра. Выпускной клапан закрывается после прохода ВМТ, начинается новый цикл.
3.2 Остов
Остов представляет собой соединенные между собой основные неподвижные детали двигателя, является опорой и направляющей для различных узлов и движущихся деталей, воспринимает значительную часть механических и тепловых нагрузок.
Остов состоит из фундаментной рамы (ФРМ) (крепится к судовому фундаменту), картера (устанавливается на раму), блока цилиндров (устанавливается на картер), крышки цилиндров (закрывает цилиндры сверху). Основные узлы остова четырехтактного двигателя представлены на рисунке 4.
Конструктивное исполнение остова зависит от типа двигателя, количества цилиндров, схемы КШМ и ГРМ. Несущая функция остова заключается в наличии достаточной продольной и поперечной жесткости для сохранения линии укладки коленчатого вала (КВЛ), перпендикулярности осей цилиндров к оси КВЛ, геометрической формы цилиндров, при действии на остов сил давления газов, инерции движущихся масс, сил затяжки связей при сборке.
Четырехтактные двигатели являются тронковыми. Тронковые двигатели обычно ниже крейцкопфных, возможно объединение элементов остова. Например, ФРМ с картером или картер с блоком цилиндров. В современных высокооборотных двигателях (ВОД) используются схемы с подвесным КВЛ: к корпусу судна крепится картер, а КВЛ снизу закрепляется крышками подшипников. Такая схема позволяет уменьшать массу и увеличивать жесткость остова. При это блок цилиндров может делаться отдельным - это разгружает его от растягивающих усилий. Элементы остова соединяются силовыми шпильками или сквозными анкерными связями. Последние представляют из себя стержни с резьбой под гайки на концах, могут быть составными (соединенные резьбовыми муфтами), содержат эластичные стопорные устройства (для защиты от поперечных вибраций). Усилие затяжки анкерных связей должно превышать максимальное растягивающее усилие при работе двигателя. При их использовании возможно исполнение деталей остова из чугуна (он лучше работает на сжатие), это позволяет облегчать конструкцию.
Рисунок 4 - Основные узлы остова двигателя
Элементы остова и их элементы в общем случае выполняются двутаврового или коробчатого сечения, из стали или чугуна, литыми или сварно-литыми.
ФРМ является основанием для деталей остова, предназначена для укладки КВЛ и служит емкостью для сбора масла. ФРМ нагружена массой двигателя, силами давления газов, силами инерции поступательно движущихся и вращающихся масс. ФРМ образована продольными и поперечными балками, которые должны иметь требуемую жесткость. Продольные балки оснащены обработанными полками для установки на них картера и нижними опорными полками для крепления ФРМ к судовому фундаменту. В поперечных балках имеются колодцы для анкерных связей, отверстия для перетекания масла, гнезда (постели) для рамовых подшипников КВЛ. ФРМ ВОД для большей жесткости бывают литыми и сварно-литыми. Полость рамы и закрывающий её снизу поддон (единый с ней в ВОД) образуют маслосборник, он выполняется с уклоном к середине или корме для надежного сбора масла. Рамовые подшипники являются опорой КВЛ, это разъемные подшипники скольжения из двух цилиндрических стальных полувкладышей, залитых антифрикционным составом. Они выполняются сменными, не требующими подгонки. Крышка подшипника крепится болтами или шпильками, усилие затяжки должно обеспечить плотность стыка при наибольшей силе инерции КШМ. Подвесной КВЛ лежит на жестких крышках (стальные или ковка), крепиться шпильками, усилие затяжки долж