Состав и управление главного энергетического комплекса двухвальной дизельной энергетической установки грузового судна
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?о превосходить максимальное усилие давления сгорания. Фиксация крышек обеспечивается пазами и замками, в ВОД используется дополнительная горизонтальная связь с картером. Для фиксации КВЛ от осевого смещения один из рамовых подшипников выполняется установочным (опорно-упорным).
Картер служит для соединения цилиндров с ФРМ, образует закрытое пространство для КШМ. Подвергается усилию растяжения силы давления газов, сжатия от предварительной затяжки анкерных связей. В ВОД используются единые литые или сварные коробчатого типа картеры, что увеличивает боковое усилие, но обеспечивает большую прочность, жесткость остова, упрощают сборку, повышают герметичность двигателя. В крейцкопфных двигателях для нейтрализации боковых усилий устанавливаются направляющие. При подвесном КВЛ к судовому фундаменту крепится картер, для чего предусматриваются лапы. Картер должен иметь герметичные люки для доступа внутрь двигателя, на нем размещаются системы двигателя и их элементы.
Рабочие цилиндры - часть двигателя, где осуществляется рабочий цикл. Состоит из рубашки цилиндров и вставной втулки. Во втулке движется поршень, протекают рабочие процессы, рубашка служит опорой для втулки, обеспечивает охлаждение. Рубашка растягивается усилием давления газов, сжимается усилием анкерной связи, нагружена нормальным усилием КШМ. В ВОД рубашки выполняют в виде единого блока (литого из чугуна) или общей отливки с картером, коробчатой конструкции с отверстиями для втулок и крепежных элементов. Для большей жесткости делают дополнительную горизонтальную перегородку. В рубашке должны быть предусмотрены технологические отверстия, отверстия и места для элементов систем водяного охлаждения и масляной смазки. Втулка образует боковые стенки камеры сгорания, является направляющей поршня. В четырехтактных двигателях выполняется в виде тонкостенного цилиндра с переменным сечением по высоте. Внутренняя поверхность тщательно обрабатывается для уменьшения трения. Втулки являются сменным элементов двигателя. Нагружены силами давления газов и нормальной силой КШМ. В общем случае втулка подвержена механическим, тепловым нагрузкам, блок цилиндров в целом - коррозии и кавитационному разрушению. Втулка центрируется герметичными (от воды) опорными поясками, фиксируется только в верхней части прижимом (возможно продольное тепловое расширение). В судовых ВОД охлаждается блок цилиндров водой, принимаются меры для предупреждения кавитации, коррозии, смазка осуществляется масляным туманом (исходящим от других узлов трения). Как и все элементы образующие камеру сгорания, втулка выполняется из чугунов и сталей жаропрочного типа.
Крышка цилиндров - закрывает и уплотняет рабочий цилиндр, образует верхнюю поверхность камеры сгорания, в ней размещены элементы систем двигателя. На нее действуют усилия от затяжки шпилек, переменного давления газов, тепловые нагрузки, выполняется прочной, жесткой, охлаждаемой, выполняется из жаростойких сталей (нижняя плита) и прочных чугунов (верхняя плита крышки). В большинстве ДВС имеет коробчатую конструкцию. Для ВОД крышки бывают на весь двигатель или блоками на 2-3 цилиндра. Форма крышки определяется конструкцией других узлов (камеры сгорания, клапанов, их количества, расположением форсунок). Крышки четырехтактных ВОД квадратные, имеют два или четыре рабочих клапана с каналами к ним сложной конфигурации, конструкция может быть осложнена системой раздельного смесеобразования. Т.о. крышка будет подвергаться неравномерным тепловым нагрузкам, днище всегда выполняется плоским. В общем случае на крышке в ВОД имеются два рабочих калпана, пусковой и аварийный клапаны, форсунка. В двигателях с непосредственным смесеобразованием форсунка располагается по оси. Широкое распространение получили крышки с двойным дном, в которых нижнее огневое днище интенсивно охлаждается. При высоких давлениях газов оно делается толще (для сохранения геометрии отверстий под клапаны), охлаждение происходит через систему сверлений. Охлаждаются крышки водой со специальными присадками, подаваемой по специальным схемам (скорость, направление, начальная температура). Между крышкой и втулкой устанавливается герметизация (медь) или сопряжение. Крепление производится к блоку цилиндров или сквозными анкерными связями.
3.3 Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Состоит из поршня, поршневых колец, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала (КВЛ). Основные элементы КШМ четырехтактного ВОД дизельного типа представлены на рисунке 5.
Рисунок 5 - Основные элементы КШМ
Во время работы двигателя на поршень действует полезная продольная сила и нормальная (перпендикулярно оси цилиндров) силы. В тронковых двигателях нормальная сила прижимает поршень к стенке цилиндра, что при недостаточной смазке в зоне высоких температур вызывает разрушение деталей двигателя. Это ограничивает радиус кривошипа.
Поршневая группа. К ней относятся поршень, поршневые кольца, поршевой палец и детали его крепления. Поршень воспринимает силу давления газов и передает её через шатун на КВЛ. На поршень действуют силы давления газов, силы инерции движущихся масс, температурные нагрузки. Это вызывает геометрическую деформацию поршня, высокие удельные давления на сопрягаемых поверхностях, усиливаются трение и износ при