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 транспорте.
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 различные варианты двигателей предлагались Р. Стритом, В. Райтом, В. Барнетом, Ленуаром и Бо де Роша, который первым разработал 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 предварительно сжимаемого до высоких температур воздуха. Первая работоспособная конструкция двигателя была создана им в 1896— 1897 гг. Двигатель работал на керосине, распыливаемом форсункой с помощью подаваемого в нее сжатого воздуха (такой метод распыливания получил наименование компрессорного). Мощность двигателя составляла 20 л. с. (14,7 кВт) при расходе топлива 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 построен 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 транспорте большую роль сыграли русские инженеры. В 1903 г. была практически осуществлена первая в мире судовая дизель-электрическая установка на наливной барже «Вандал» с тремя четырехтактными 120-сильными двигателями.
В 1907 г. Коломенский завод построил первый в мире колесный 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 реверсивные двигатели были установлены в 1908 г. на подводной лодке «Минога». Первым морским теплоходом был танкер «Дело» водоизмещением 6000 т, построенный также в 1908 г. В постройке теплоходов другие государства отставали от России. На съезде двигателестроителей (Петербург, 1910 г.) Р. Дизель признал ведущую роль русского судового двигателестроения. Только в 1911 г. за рубежом (в Дании) был построен первый крупный теплоход «Зеландия». В дальнейшем высокоэкономичные дизели стали 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 двигателей ДВС является наиболее экономичным. Кроме того, ДВС обладает относительно малыми габаритами и массой, большим моторесурсом (60—100 тыс. ч), прост в эксплуатации и надежен, что предопределило преимущественное применение дизелей на морских судах.
Для современного периода в развитии морского транспорта характерны: интенсивный рост дедвейта наливных судов и рудовозов; увеличение скоростей сухогрузных судов для генеральных грузов до 20—25 уз при росте их водоизмещения; появление сухогрузных судов нового типа (контейнеровозов, судов с горизонтальной погрузкой, судов для перевозки груженых барж и т. п.), скорости хода которых достигают 25—30 уз.
До недавнего времени судовые энергетические установки мощностью свыше 15 тыс. л. с. (11 тыс. кВт) в связи с отсутствием мощных дизелей комплектовались паровыми турбинами. Под влиянием растущей потребности в более мощных судовых двигателях мощность двухтактных малооборотных крейцкопфных двигателей доведена до 48 тыс. э. л. с. (35,3 тыс. кВт) в одном агрегате.Сейчас малооборотные дизели успешно конкурируют с паровыми турбинами в установках судов дедвейтом до 250 тыс. т. Отечественная промышленность выпускает двигатели различного 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 наддува, а также новых прогрессивных конструктивных решений и высококачественных материалов, достижения в области технологии производства и др. способствовали созданию ряда новых типов среднеоборотных (n = 400—600 об/мин.) тронковых дизелей, предназначенных в основном для передачи мощности гребному винту через редукторную передачу (заметим, что малооборотные двигатели используются для прямой передачи).
Среднеоборотные двигатели перед малооборотными имеют следующие преимущества: меньшие массу, габаритные размеры и стоимость; возможность выбрать такую частоту вращения гребного винта, которая обеспечивает более высокие значения пропульсивного коэффициента; возможность комплектовать установку 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 мощности и совершенствованием конструкции большое значение придается 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, мы.............................................800
Ход поршня, м .....................................................1700
Среднее индикаторное давление, кг/см2…………..7,9
Среднее эффективное давление, кг/см2 ................7,1
Механический к.п.д…………………………………0,90
Давление продувочного воздуха, ати……………..0,46
Давление в конце сжатия, кг/см2…………………...45
Максимальное давление сгорания, кг/см2………….50
Удельный расход топлива, г/э.л.с.ч ...........................158
III. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ.
1. Остов двигателя.
Остов двигателя состоит из следующих основных частей: фундаментной рамы, станины, цилиндров и цилиндровых крышек. Все части остова образуют единую жесткую конструкцию, обеспечивающую отсутствие деформаций при работе двигателя от действия сил давления газов и сил инерции движущихся частей. Для надежной работы двигателя необходимо, чтобы ось коленчатого вала была прямолинейна, а ось движения (поршень, шток, шатун) —перпендикулярна оси вала. Эти требования выполняются при обработке деталей и сборке двигателя. Недостаточная жесткость остова двигателя может привести к появлению в частях остова деформаций, вызывающих искривление оси коленчатого вала, а также изменить взаимное расположение осей вала и деталей движения, что в свою очередь влечет за собой появление добавочных напряжений у коленчатого вала и нагрев подшипников. Жесткость конструкции остова создается за счет выбора материала для изготовления его частей, конструктивного оформления деталей остова, проверки выбранных размеров расчетом на прочность и способа соединения деталей остова между собой.
В судовых дизелях применяют различные схемы конструктивного оформления деталей остова. Рассмотрим три основные схемы.
1. Остов креицкопфного двигателя (рис. 1) состоит из фундаментной рамы 4, станины, выполненной из отдельных А-образных стоек 2, и цилиндров 1, закрытых крышками. Рама, станина и цилиндры связаны длинными анкерными связями 3. Увеличенное сечение высоких поперечных и продольных балок фундаментной рамы обеспечивает жесткость конструкции.
Фундаментная рама 2, станина с А-образными колоннами 6 и проставка 23 из двух секций — стальные, сварные.
Отсеки картера с боковых сторон двигателя закрыты стальными съемными щитами со смотровыми люками и предохранительными клапанами.
Двигатель имеет два распределительных вала. Верхний вал 39 со стопорным цилиндром 38 служит для привода выпускных клапанов 17, а нижний вал 40 — для привода топливных насосов 37 высокого давления. Оба распределительных вала соединены с коленчатым валом 33 при помощи двойной цепной передачи, заключенной в специальном отсеке 44.
