Описание судового дизиля ДКРН 80/70

СОДЕРЖАНИЕ

Задание на курсовой проект

I. Введение

II. Техническая характеристика двигателя

III. Особенности конструкции двигателя

1. Остов двигателя

2. Кривошипно-шатунный механизм

3. Механизм распределения

4. Система подачи воздуха в цилиндры

5. Система выпуска отработавших газов

6. Топливная система

7. Масляная система

8. Система охлаждения

9. Система пуска, реверса и управления

10. Контрольно-измерительные приборы и устройства аварийно-предупредительной сигнализации на двигателе

11. Автоматические и защитные устройства на двигателе

IV. Тепловой расчет двигателя

V. Динамический расчет двигателя

VI. Заключение

Использованная литература

1. Введение

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) получили широкое применение в промышленности, в сельском хозяйстве и на транс-порте.

Зарождение идеи создания ДВС относится к концу XVII в. В 1680 г. Гюйгенс предложил построить двигатель, работающий за счет взрывов в цилиндре заряда пороха. В дальнейшем раз-личные варианты двигателей предлагались Р. Стритом, В. Рай-том, В. Барнетом, Ленуаром и Бо де Роша, который первым раз-работал четырехтактный цикл.

В 1879 г. инженер-механик русского флота И. С. Костович сконструировал первый в мире легкий бензиновый двигатель (предназначался для дирижабля) мощностью 80 л. с. (58,8 кВт) С удельной массой всего 3 кг/л. с. (4,08 кг/кВт). Еще через 18 лет на заводах Германии строили для дирижаблей двигатели, имевшие в 8 раз большую удельную массу.

В 1892 г. Рудольф Дизель получил патент на двигатель, в котором топливо должно было воспламеняться от предваритель-но сжимаемого до высоких температур воздуха. Первая работо-способная конструкция двигателя была создана им в 1896-- 1897 гг. Двигатель работал на керосине, распыливаемом форсун-кой с помощью подаваемого в нее сжатого воздуха (такой метод распыливания получил наименование компрессорного). Мощ-ность двигателя составляла 20 л. с. (14,7 кВт) при расходе топ-лива 0,24 кг/(л. с.-ч) [0,327 кг/(кВт-ч)], что соответствует КПД ?_е=0,26.

В 1899 г. петербургским механическим заводом "Л. Нобель" (сейчас завод «Русский дизель») по патенту Р. Дизеля был по-строен первый в России двигатель, который работал па более дешевой, чем керосин, сырой нефти и расходовал топлива 0,2 кг/(л. с-ч) [0,298 кг/(кВт-ч)].

В дальнейшем развитии и внедрении дизелей на водном тран-спорте большую роль сыграли русские инженеры. В 1903 г. была практически осуществлена первая в мире судовая дизель-элект-рическая установка на наливной барже «Вандал» с тремя четы-рехтактными 120-сильными двигателями.

В 1907 г. Коломенский завод построил первый в мире колес-ный буксир «Мысль» с двигателем мощностью 300 э. л. с. (220,8 кВт)/и зубчатой передачей, снабженной муфтой Р. А. Корейво для заднего хода и маневрирования. Первые в мире ревер-сивные двигатели были установлены в 1908 г. на подводной лод-ке «Минога». Первым морским теплоходом был танкер «Дело» во-доизмещением 6000 т, построенный также в 1908 г. В постройке теплоходов другие государства отставали от России. На съезде двигателестроителей (Петербург, 1910 г.) Р. Дизель признал ве-дущую роль русского судового двигателестроения. Только в 1911 г. за рубежом (в Дании) был построен первый крупный теп-лоход «Зеландия». В дальнейшем высокоэкономичные дизели ста-ли вытеснять широко применявшуюся на морских судах паровую поршневую машину. Последующее совершенствование двигателей привело к увеличению их коэффициента полезного действия (КПД) до 42--45%. В настоящее время из всех тепловых двигате-лей ДВС является наиболее экономичным. Кроме того, ДВС обладает относительно малыми габаритами и массой, боль-шим моторесурсом (60--100 тыс. ч), прост в эксплуатации и на-дежен, что предопределило преимущественное применение дизе-лей на морских судах.

Для современного периода в развитии морского транспорта характерны: интенсивный рост дедвейта наливных судов и рудо-возов; увеличение скоростей сухогрузных судов для генеральных грузов до 20--25 уз при росте их водоизмещения; появление су-хогрузных судов нового типа (контейнеровозов, судов с горизон-тальной погрузкой, судов для перевозки груженых барж и т. п.), скорости хода которых достигают 25--30 уз.

До недавнего времени судовые энергетические установки мощ-ностью свыше 15 тыс. л. с. (11 тыс. кВт) в связи с отсутствием мощных дизелей комплектовались паровыми турбинами. Под вли-янием растущей потребности в более мощных судовых двигателях мощность двухтактных мало-оборотных крейцкопфных двига-телей доведена до 48 тыс. э. л. с. (35,3 тыс. кВт) в одном агрега-те.Сейчас малооборот-ные дизели успешно конкуриру-ют с паровыми турбинами в установках судов дедвейтом до 250 тыс. т. Отечественная промышлен-ность выпускает двигатели раз-личного назначения; для морских судов дизелестроительные заводы строят двигатели типа ДКРН 50/110, 62/140, 74/160, 84/180; ДР 30/50, ЧН 25/34 и др.

Успехи двигателестроения и в первую очередь применение над-дува, а также новых прогрессивных конструктивных решений и высококачественных материалов, достижения в области техноло-гии производства и др. способствовали созданию ряда новых ти-пов среднеоборотных (n = 400--600 об/мин.) тронковых дизелей, предназначенных в основном для передачи мощности греб-ному винту через редукторную передачу (заметим, что ма-лооборотные двигатели используются для прямой пере-дачи).

Среднеоборотные двигатели перед малооборотными имеют следующие преимущества: меньшие массу, габаритные размеры и стоимость; возможность выбрать такую частоту вращения греб-ного винта, которая обеспечивает более высокие значения пропульсивного коэффициента; возможность комплектовать установ-ку несколькими однотипными двигателями; возможность привода от главных двигателей генераторов тока и иных вспомогательных механизмов и др.

Среднеоборотные двигатели строят в рядном и V-образном исполнении мощностью от 2700 до 24 000 э. л с. (2000 -- 17 700 кВт).

Наряду с созданием новых двигателей, повышением их мощ-ности и совершенствованием конструкции большое значение при-дается увеличению долговечности двигателей, снижению объема и трудоемкости работ по их техническому обслуживанию.

II. Техническая характеристика

Дизель

ДКРН 80/170

Цилиндровая мощность, э.л.с…………………….1250

Скорость вращения, об/мин……………………….115

Диаметр цилиндра, мыасоса с отрицательным профилем позволило иметь общий распределительный вал для привода выпускных клапанов и топливных насосов. Система обеспечивает одинако-вое опережение подачи на передний и задний ход при начале открытия выпускных клапанов при работе двигателя на перед-ний ход на 6° поворота коленчатого вала раньше, чем при рабо-те на задний ход.

Конструктивное исполнение запорного клапана 26, главного клапана 27, золотникового воздухораспределителя 29, клапана-золотника 31 и клапана 28 на крышке цилиндра пусковой си-стемы, а также блокировка секторами 33 и 36 топливно-пусковой 38 и реверсивной 37 рукояток поста управления сохра-нены такими же, как и у двигателя типа 74VТВF 160.

Незначительные изменения внесены в конструкцию некото-рых устройств реверсивной системы.

У захватного устройства (см. разрез по С--С) рычаги с пружинами заменены поршеньками 22 с роликами 21, нагружен-ные пружинами в приваренных стаканах 23. Амортизаторы цеп-ного колеса 2 имеют короткие пружины /.

Клапан-золотник заменен золотником 25, который переме-щается в осевом направлении и поворачивается вокруг оси на 90°. Золотник имеет профильные сквозные каналы.

10. КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА

АВАРИЙНО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ НА

ДВИГАТЕЛЕ

Для контроля за работой отдельных систем каждый дизель снабжается контрольно-измерительными приборами.

Подробное описание приборов и руководство по их обслуживанию изложены в специальных инструкциях заводов-изготовителей.

Электротахометр и его привод

Для контроля числа оборотов дизеля установ-лен комплект электрического тахометра типа К-16, состоящий из датчика постоянного тока типа МЭТ-8/30 и щитовых измерителей тахометра постоянно-го тока типа М-180.

Рис. 6. Привод датчика электротахометра:

1. 8, 21 -- шестерни; 2, 5, 22-- крышки; 3, 7, 18, 20 -- подшипники; 4, 6, 19 -- втулки; 9, 13, 15-- валы; 10 -- корпус; //-- стакан; 12 -- сальник; 14, 16-- полумуфты; 17 -- сухарь

Датчик типа МЭТ-8/30 представляет собой во-дозащищенную электрическую машину постоянно-го тока, поле возбуждения которой создается по-стоянным магнитом.

Измеритель тахометра типа М-180 имеет магни-то-электрическую систему измерительного механиз-ма и служит для измерения числа оборотов колен-чатого вала дизеля. Измерители выполнены в герме-тичном корпусе и имеют шкалу 600--0--600 обо-ротов в минуту.

Измеритель тахометра типа М-180 выполнен для выступающего монтажа и устанавливается на пе-реднем щите дизеля.

Привод датчика постоянного тока типа МЭТ-8/30 осуществляется от промежуточной шестерни дизеля через шестерню 8 (рис 6), которая сидит на валу 9 на шпонке. На другом конце вала 9 насажена ко-ническая шестерня /, которая входит в зацепление с конической шестерней 21, установленной на ва-лу 13.

Вал 9 вращается в подшипниках 3, 7. Подшип-ники запрессованы во втулке 4 и от осевого пере-мещения фиксируются крышкой 2 и втулкой 6.

Вал 13 вращается в подшипниках 18 и 20. Под-шипники запрессованы в стакан 11, который уста-навливается в корпус 10. От осевого перемещения подшипники 18 и 20 стопорятся крышкой 22 и втул-

кой 19. Вал 15 датчика электротахометра связыва-ется с валом 13 через полумуфты 14, 16 и сухарь 17.

Электротахометр и его привод смонтированы на крышке 5, которая крепится к кожуху закрытия шестерен привода распределительного вала.

Для предотвращения подтекания масла из кор-пуса привода в стакане 11 на валу 13 установлен самоподжимной сальник 12.

Щит приборов

Щит предназначен для размещения на нем при-боров контроля за работой дизеля. Монтируется щит приборов на переднем щите дизеля на амортизаторах АКСС-10М. На этих же аморти-заторах монтируется и термоэлектрический дизель-ный комплект типа ТКД-018.

На щите приборов размещаются технические корабельные манометры типа МТК-100Б и термо-метры дистанционные типа ТПП2-В.

Манометры предназначены для замера давле-ния:

масла, поступающего в дизель; масла до фильтра грубой очистки нагнетатель-ной системы; топлива после фильтра;

воды циркуляционной; воздуха наддувочного (только для 6ЧН25/34).

Термометры предназначены для замера темпера-туры воды и масла из дизеля.

Термоэлектрический дизельный комплект ти-па ТКД-018 представляет собой пирометр для из-мерения температуры выпускных газов. Предел из-мерения от 0 до 900°С.

В термоэлектрический дизельный комплект вхо-дят термопары типа ТХА-410, милливольтметр ти-па МКД-018 со шкалой 0° -- 900°С с переключателем, компенсационные провода с уравнительными катушками.

Шесть термопар для дизеля установ-лены на патрубках выпускного коллектора, и одна термопара замеряет среднюю температуру выпуск-ных газов всех цилиндров (устанавливается на вы-пускном трубопроводе, присоединенном к коллек-тору) .

12. АВТОМАТИЧЕСКИЕ И ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА НА

ДВИГАТЕЛЕ.

Щит приборов дистанционного контроля

Щит приборов обеспечивает дистан-ционный контроль работы дизеля в судовых усло-виях.

На нем смонтированы технический корабельный манометр типа МТК-100Б модели 1002 для замера давления масла, поступающего в дизель, и два элек-трических унифицированных термометра сопротив-ления типа ТУЭ-48 с компенсационным питанием (24 В постоянного тока). Термометры необходимы для замера температуры масла и воды, выходящих из дизеля.

Щит приборов должен монтироваться на амор-тизаторах АКСС-10М.

Аварийно-предупредительная сигнализация

Аварийно-предупредительная световая сигнали-зация оповещает обслуживающий персонал о пред-аварийном режиме работы масляной и водяной систем дизеля.

Сигнализационным пультом осуществляются:

контроль сигналов предупредительных уровней трех параметров: температуры масла, давления мас-ла, температуры охлаждающей воды; контроль сигналов аварийных уровней двух параметров: давления масла, температуры охлаждаю-щей воды.

При нормальном давлении, температуре масла и воды на пульте горит табло «Питание». При до-стижении контролируемым параметром предупре-дительного уровня пульт обеспечивает постоянное горение соответствующих табло и автоматически от-ключает их после исчезновения сигналов.

При достижении контролируемым параметром аварийного уровня пульт обеспечивает горение со-ответствующих табло в режиме мигания и запоми-нание.

Для разблокировки пульта и приведения его в исходное состояние выключить и вновь включить питание.