3. Судовой двигатель как объект управления.

3.1. Краткая техническая характеристика двигателя.

Основные параметры и размерности:

Тип дизеля – двухтактный, простого действия, реверсивный, крейцкопфный, с газотурбинным наддувом (с постоянным давлением газов перед турбиной), со встроенным упорным подшипником, расположение цилиндров рядное, вертикальное.

Диаметр цилиндра 120 мм, ход поршня 2400 мм. Система продувки прямоточно–клапанная.

Максимальная длительная мощность (МДМ): 41260 кВт.

Перегрузочная мощность (ПМ): 46800 кВт. Дизель может работать на этой мощности в течение одного часа с перерывом не менее 12 часов.

Частота вращения, мин^-1 (об/мин);

1) соответствующая МДМ – 94 об/мин,

2) соответствующая ПМ - 98 об/мин,

ОСТОВ ДИЗЕЛЯ.

Остов дизеля состоит из фундаментной рамы со встроенным упорным подшипником и приваренным поддоном, коробки картера и блока цилиндров.

Фундаментная рама– сварная, состоит из двух секций, соединенных между собой болтами и призонными шпильками. Каждая секция состоит из двух сварных продольных балок и сварно-литых поперечин. Фундаментная рама дизеля укладывается на фундамент судна и крепится фундаментными болтами.

Упорный подшипник– одногребенчатый, размещённый в кормовой секции фундаментной рамы, воспринимает осевые усилия, передаваемые на валопровод от гребного винта. Смазка упорного подшипника осуществляется от системы циркуляционной смазки дизеля. Дизель оборудован системой защиты от повреждения упорного подшипника, которая автоматически снижает обороты или останавливает дизель при снижении давления масла, идущего на смазку подшипника или при увеличении температуры масла сверх допускаемых значений.

Коробка картерасостоит из двух секций соединяемых в вертикальной плоскости в районе отсека приводов. Каждая секция представляет собой стальную сварную коробку с вваренными из толстостенных труб колодцами под анкерные связи.

В коробке картера расположены чугунные направляюще крейц­копфов и трубопроводы слива масла охлаждения поршней.

Коробка картера и фундаментная рама вместе составляют кар­тер двигателя.

В коробках картера против каждого отсека имеются люки, закрываемые картерными щитами. На коробке карте­ра со стороны выхлопа установлены предохранительные клапаны.

Блок цилиндровсостоит из отдельных рубашек цилиндров, которые соединяются между собой призонными шпиль­ками. В верхней части рубашек цилиндров устанавлива­ются цилиндровые втулки, а нижняя часть образует полость ресивера продувочного воздуха. В центральной расточке днища рубашки рас­полагается сальник штока поршня. Днище рубашки двойное и в нем циркулирует охлаждающая вода. Со стороны выхлопа в рубашке цилин­дра имеется вырез, через который полость ресивера сообщается с коллектором продувочного воздуха.

Сальник штока поршняслужит для предотвращения по­падания масла из картера в ресивер и продувочного воздуха из реси­вера в картер. Корпус сальника состоит из двух половин. В корпусе сальника установлены две группы колец: в двух верх­них канавках - уплотнительные и в четырех нижних - маслосъемные.

Уплотнительные кольца состоят из верхнего и нижнего бронзовых колец, каждое из которых состоит из четырех сегментов. Уплотнительные кольца расположены в канавке так, что стыки верх­него и нижнего колец смещены относительно друг друга.

Чтобы уменьшить до минимума утечки масла и воздуха через сальник, кольца должны тщательно подгоняться к штоку поршня. Шток не должен иметь задиров.

Анкерные связи.

Фундаментная рама коробка картера и блок цилиндров стягиваются между собой анкерными связями, нижние гайки которых опираются на поперечные балки фундаментной рамы, а верхние гайки - на рубашки цилиндров.

Каждая анкерная связь состоит из двух частей, соединенных гайкой. От опускания в поддон при снятии верхней гайки и для удобства монтажных работ анкерные связи удерживаются стопорами. Для предотвращения вибрации анкерных связей служат эластичные стопорные устройства. Затяжка анкерных связей производится гидравлическим способом.

Крышка цилиндра, изготовленная из легированной жаростойкой стали, закрывает втулку цилиндра и вместе с ней прижимается к рубашке цилиндра при помощи шпилек и гаек гидрав­лическим способом. Уплотнение камеры сгорания обеспечивается притиркой по­садочного пояска крышки и втулки цилиндра, а также уплотнительным кольцом, изготовленным из мягкой стали. Крышка цилиндра охлаждается пресной водой, поступающей из охлаждающей полости втулки цилиндра. По сверлениям в крышке охлаждающая вода поступает к кольцевым ка­налам и отводится по трем переливным патрубкам (два угловых и один прямой) в полость охлаждения выпускного кла­пана.

На крышке цилиндра установлены выпускной клапан, две фор­сунки, пусковой клапан, предохранительный клапан и индикаторный кран. Выпускной клапан установлен в гнездо в центре крышки. Фор­сунки и остальные клапаны установлены в соответствующих отвер­стиях крышки. Форсунки крепятся к крышке цилиндра при помощи гаек и пружинных проставок.

ЦИЛИНДРОПОРШНЕВАЯ ГРУППА.

Втулка цилиндраизготовлена из специального легиро­ванного чугуна. Верхней частью втулка цилиндра прижимается к рубаш­ке цилиндра крышкой. Между крышкой и втулкой установлено, уплотнительное кольцо. Нижней частью втулка при помощи бурта центриру­ется в рубашке цилиндра и может удлиняться вдоль оси цилиндра при нагревании. В нижней части втулки, выходящей в полость ресивера имеются продувочные окна.

Смазочное масло к втулке цилиндра подводится через штуцеры. Все смазочные отверстия во втулке ци­линдра соединены между собой общей маслораспределительной ка­навкой, нарезанной на рабочей поверхности втулки. Вода для охлаждения каждой втулки цилиндра поступает из кол­лектора пресной воды через отверстия в нижней части охлаждаю­щей полости ресивера. Затем вода поступает в пространство между рубашкой и втулкой цилиндра, в верхнюю охлаждаемую полость ру­башки и оттуда по пяти переливным патрубкам в кольцевую полость. Уплотнение охлаждающей полости в нижней части втулки цилин­дра осуществляется двумя резиновыми кольцами , которые установлены в канавках втулки. Уплотнение полости ресивера про­дувочного воздуха осуществляется двумя аналогичными резиновыми кольцами, установленными в канавки второго уплотняющего пояса втулки цилиндра. По специальному заказу на втулках цилиндров устанавливаются датчики контроля и предупреждения износа втулок цилиндров.

Поршень со штоком.

Поршень состоит из следующих основных частей: го­ловки из специальной жаростойкой стали, юбки из перлитового чу­гуна, стальной вставки и трубы маслопровода и стального кованого штока поршня.

Вставка маслопровода, головка и юбка поршня вместе с нажимным кольцом крепятся болтами. При затяжке болтов юбка поршня изгибает нажимное кольцо и созданный таким образом предваритель­ный прогиб компенсирует температурное удлинение цилиндрической части головки поршня.

На головке поршня в хромированных канавках установлено пять поршневых колец. Все поршневые кольца с косым зам­ком. С наружных кромок всех поршневых колец снята небольшая фаска, которая улучшает условия приработки новых поршневых колец.

В штоке поршня выполнено глубокое сверление, в котором находится труба маслопровода. Подвод охлаждающего масла к головке поршня осуществляется по кольцевому каналу, образованному трубой маслопровода и стенками отверстия в штоке, а отвод - по трубе маслопровода.

Поршни охлаждаются маслом, подаваемым из системы циркуляци­онной смазки дизеля. Масло поступает по телескопической трубе, сверлениям в крейцкопфе, центральному сверлению штока поршня во внутреннее пространство вставки маслопровода, откуда подается в кольцевое пространство между вставкой и головкой поршня через сопловые трубки, которые для улучшения теплоотдачи сообщают ох­лаждающему маслу вращательное движение. Затем масло проходит по канавкам на вставке и охлаждает днище поршня. Отводится масло по трубе маслопровода, отводящей и сливной трубам в поддон дизеля.

КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ.

Коленчатый валполусоставной с коваными шейками и литыми кривошипами. Шейки с кривошипами соединяются горячей посад­кой. Коленчатый вал дизеля состоит из двух частей с разъемом в районе отсека приводов.

Упорный вал - стальной, цельнокованный, соединяется с колен­чатым валом при помощи призонных конических болтов. Выходной конец упорного вала тлеет фланец для соединения с судовым валопроводом.

Шатунсостоит из стержня, отъемной нижней (мотылёвой) головки и двух отъемных верхних (крейцкопфных) головок, корпуса которых имеют стенки различной жесткости для обеспечения прогиба в соответствии с прогибом поперечины крейцкопфа при работе дизеля. Стержень шатуна - стальной, кованый, круглого сечения с центральным отверстием для подвода масла к мотылёвому подшипнику.

Необходимая высота камеры сжатия обеспечивается за счет точ­ности изготовления соответствующих деталей.

Крейцкопфсостоит из поперечины и двух на­правляющих башмаков, которое центрируются на поперечине при помощи двух штифтов и крепятся к ней болтами. Рабочие поверхности башмаков залиты баббитом, в котором имеются масляные ка­навки, обеспечивающие равномерное распределение масла по рабочим поверхностям башмаков.

Поперечина крейцкопфа опирается на верхние подшипники шатуна. В средней части поперечина имеет четыре плоскости, из которых верхняя и нижняя используются для установки и крепления штока пор­шня, а боковые - для крепления подводящей и отводящей труб масля­ной системы. В теле поперечины имеются сверления, по которым масло поступает для смазки подшипников шатуна, рабочих поверхностей башмаков крейцкопфа и на охлаждение поршня.