Voznitskiy_-_Sudovye_dizeli_i_ikh_expluatatsia

И.В. ВОЗНИЦКИЙ Е. Г МИХЕЕВ

Судовые дизели

эксплуатац ия

Издание второе, переработанное и дополненное

Утверждено Главным управлением кадров, учебных заведений

и социального развития Мин Морфлота в качестве учебника для курсантов

судомеханической (1820) специальности

мореходных училищ

МОСКВА "ТРАН С П О РТ" 1990

П РЕДИСЛОВИЕ

Учитывая относительно небольшой объем учебника и о ' ширность программы, основное внимание уделено дизелю к*.__

.главному элементу дизельной установки и его системам. Валопро- вод» механизмы, обслуживающие дизель, системы энергетической установки подробно изучаются в соответствующих курсах учеб­ ного плана судомеханического отделения мореходных училищ.

В учебнике отражены новейшие достижения в области судово­ го дизелестроения и практики эксплуатации дизелей на судах отечественного и зарубежного флота. Учитывая важность чело­ веческого фактора в достижении высоких показателей работы флота, авторы особое внимание уделили вопросам обеспечения высокоэкономичной и безаварийной эксплуатации дизелей. В ча­ стности, впервые в учебнике по судовым двигателям внутреннего сгорания (ДВС) рассмотрены методы контроля технического со­ стояния и диагностирования дизелей с использованием современ­ ной измерительной аппаратуры.

Конструкции дизелей рассмотрены с позиций анализа работо­ способности их основных деталей и узлов. Для упрощения изуче­ ния, лучшего понимания и систематизации знаний материал из­ ложен в строгой методической поеледовательности: назначение детали (или узла) и ее принципиальная схема (или устройство),

аппаратуры рассматриваются основы процесса впрыскивания топ­ лива и эксплуатационные факторы, определяющие качество его протекания.

Основы теории судовых дизелей авторы стремились тесно увя­ зать с практикой их эксплуатации. Рассмотрены вопросы теории рабочих процессов, организации наддува и основы динамики ди­ зелей.

Из-за ограниченного объема в учебник не включены сведения для выполнения расчетов, связанных с анализом влияния эксплу­ атационных факторов на работу судового дизеля. Однако эти сведения имеются в Методических рекомендациях к курсовому проектированию [8].

В связи с отсутствием учебной литературы по параллельной работе главных и вспомогательных дизелей и работе дизеля в си­ стеме электродвижения эти вопросы включены в главу «Теорети­ ческие основы эксплуатации».

Глава «Практические основы эксплуатации» дополнена неко­ торыми практическими рекомендациями.

3

Ч А С Т Ь П Е Р В А Я

КОНСТРУКЦИИ Д И З Е Л Е Й

9 верхним концом при помощи пальца соединен с поршнем <?, ниж­ ним — с кривошипом 10.

Воздух в цилиндр поступает через впускной клапан 5, топли­ во — через форсунку 6. В результате сгорания топлива образу­ ются газы, при этом давление может достигать 12— 18 МПа, а температура — до 1900 °С. Давление газов передается на пор­ шень, который перемещается вниз и через кривошипно-шатунный механизм (КШМ) поворачивает коленчатый вал дизеля. После расширения газов их давление и температура снижаются. Затем через выпускной клапан 7 газы удаляются из цилиндра.

Основные неподвижные детали дизеля (фундаментная рама, станина, цилиндры, цилиндровые крышки) составляют остов, а

в этих положениях сила Р, приложенная к поршню, не может вызвать вращение коленчатого вала (рис. 1 Л, б). Мертвым точкам соответствуют крайние положения поршня в цилиндре, при кото­

При перемещении поршня объем внутренней полости цилинд­ ра изменяется. Характерными объемами при этом являются: объем

4

Совокупность последовательно протекающих и периодиче­ ски повторяющихся в цилиндре процессов (наполнение цилиндра воздухом, сжатие воздуха, подача топлива и др.) называется ра­ бочим циклом, а совокупность всех изменений в рабочем теле в

духом. Поршень движется от ВМТ к НМТ. Через впускной кла­

(линия da на графике). Для улучшения наполнения цилиндра

(поворота коленчатого вала) до ВМТ обеспечивает его достаточ­ ное проходное сечение к моменту начала движения поршня, от

самовоспламенение топлива» Поршень движется от НМТ к ВМТ» Процесс сжатия (линия ас) начинается с момента закрытия впуск­ ного клапана и заканчивается в ВМТ. Параметры воздуха в кон­ це сжатия (в точке с): рс = 4 ~ 12 МПа; tc — 530 ч- 680 °С.

Вконце процесса сжатия (в точке К) в цилиндр через форсун»

ку под давлением рт = 20 -г- 150 МПа начинает подаваться топ­ ливо. Угол фоп — 5 30° п. к. в. до ВМТ (в зависимости от ча­

стоты вращения), называемый углом опережения подачи топли­ ва, необходим для осуществления физико-химических процессов подготовки топлива к самовоспламенению в среде сжатого воз­ духа и его сгорания при положении поршня около ВМТ,

Т р е т и й т а к т (рис. 1.2, в) — сгорание топлива и расши­ рение продуктов сгорания (рабочий ход). В начале такта интен­ сивно сгорает топливо, подготовленное к самовоспламенению в конце второго такта, и продолжается подача топлива. Вследствие

5

Рис. 1.L Принципиальная схема ра­ боты дизеля

Рис. 1.2. Схемы работы и рабочего цикла четырехтактного дизеля

W

газов поршень движется от ВМТ к НМТ. В момент открытия вьь пускных окон или выпускного клапана 2 (в точке Ь) при угле

Р«с. 1.3. Схемы работы и рабочего цикла двухтактного дизеля

&

zb) заканчивается и начинается процесс выпуска газов из цилиндра в выпускной коллектор, откуда они поступают в газовую турби­

После снижения давления газов в цилиндре до давления надду­ вочного воздуха ps (или до несколько меньшего значения) порш­ нем открываются продувочные окна (в точке d), начинается про­ дувка цилиндра и наполнение его свежим зарядом воздуха (фаза

вляется только в период 120—140° п. к. в. (у четырехтактного ди­ зеля — около 480° п. к. в.).

Графическое изображение рабочего цикла, т. е. диаграмма, показывающая изменение давления р в цилиндре в зависимости от объема V цилиндра (или хода S поршня) за цикл, называется

нормальной индикаторной диаграммой (см. рис. 1.2, г, рис. 1,3, б).

Такую диаграмму снимают на работающем дизеле при помощи специального прибора — индикатора. Нормальную диаграмму мож­ но развернуть по углу поворота коленчатого вала ф и получить

развернутую индикаторную диаграмму.

Моменты открытия и закрытия впускных и выпускных органов газораспределения (окон или клапанов), выраженные в граду­ сах поворота коленчатого вала, называют фазами газораспределе­ ния., Для наглядного представления о последовательности и про-

У четырехтактного дизеля (рис. 1.4, а) впускной кланае от­ крывается с предварением ф0 вП в точке d и закрывается с запазды­ ванием ф3 вП в точке а (процесс впуска), выпускной клапан откры­ вается с предварением фовьш в точке b и закрывается с запазды­ ванием ф3 ВЬ1П в точке г (процесс выпуска),

9