Классификация и маркировка судовых ДВС
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тепловая машина, внутри цилиндра которой происходит сгорание топлива. При сгорании выделяется теплота, идущая на расширение, газов. Под давлением расширяющихся газов движется поршень.
Таким образом в ДВС тепловая энергия превращается в механическую.
Судовые ДВС классифицируются по ряду признаков. Для работы двигателя необходимо обеспечить определенную последовательность процессов: наполнение цилиндра воздухом, сжатие его, подачу топлива и горение, расширение продуктов сгорания и удаление отработавших газов. Этот ряд последовательно протекающих в цилиндре процессов, обеспечивающих непрерывную работу двигателя, называется рабочим циклом. Часть рабочего цикла, протекающая за один ход поршня, называется тактом .
Таким образом, по осуществлению рабочего цикла двигатели подразделяются на четырехтактные, у которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня или за два оборота коленчатого вала, и двухтактные, у которых рабочий цикл осуществляется за два хода поршня или один оборот коленчатого вала.
По конструктивному выполнению двигатели подразделяются на тронковые, крейцкопфные и с противоположно движущимися поршнями (ПДП) в одном цилиндре.
Во время работы двигателя при сгорании топлива в цилиндре на поршень действует давление газов. Его можно представить в виде сосредоточенной силы Р (рис. 1, а), приложенной к оси поршневого пальца и направленной вниз. При повороте коленчатого вала на некоторый угол сила Р раскладывается по правилу параллелограмма на две силы: РШ, действующую вдоль оси шатуна и приводящую в движение коленчатый вал, и РН, ействующую перпендикулярно направлению движения поршня. Сила РН прижимает поршень к стенке цилиндра и вызывает усиленный износ поршней и стенок цилиндров
Рис. 1. Схема конструктивного выполнения двигателей: а — тронковый; б — крейцкопфный; в — с противоположно движущимися поршнями в одном цилиндре
По такой схеме выполняются высокооборотные и среднеоборотные двигатели, называемые тронковыми (поршень у них имеет развитую нижнюю цилиндрическую часть — тронк).
У двигателей больших мощностей сила РН велика, поэтому их делают крейцкопфными (рис. 1, б). Поршень 2 такого двигателя жестко через шток 3 соединен с крейцкопфом 1, ползун 4 которого движется в направляющих параллелях 5. Боковое усилие PН в этом случае воспринимается не стенкой цилиндра, а через крейцкопф параллелями, которые жестко связаны со станиной двигателя. Крейцкопфы делают односторонними или двусторонними.
У двигателей с ПДП (рис. 1, в) топливо сгорает в камере, расположенной между двумя поршнями 1, которые работают в одном цилиндре и движутся в противоположные стороны. Такой двигатель имеет два коленчатых вала 2.
В зависимости от расположения цилиндров двигатели бывают однорядные с вертикальным расположением цилиндров (рис. 2, а) и V-образные (рис. 2, б).
Рис. 2. Схема двигателей: а — рядный; б — V-образный; в — без наддува; г — с наддувом
По способу наполнения цилиндра свежим зарядом различают:
- двигатели без наддува (рис. 2, в), у которых всасывание воздуха через клапан осуществляется поршнем (четырехконтактные) или заполнение цилиндра воздухом производится продувочным насосом при невысоком давлении, незначительно превышающем атмосферное (двухтактные);
- двигатели, у которых топливо впрыскивается в рабочий цилиндр под давлением, создаваемым специальным насосом К (воздуходувкой).
По способу воспламенения горючей смеси в цилиндре различают:
- двигатели, у которых топливо впрыскивается в рабочий цилиндр через специальное устройство (форсунку) под действием давления, создаваемого топливным насосом; оно мелко распыливается, смешивается в цилиндре с воздухом, сильно разогретым в результате сжатия, и самовоспламеняется (это дизели);
- карбюраторные двигатели, т. е. такие двигатели, у которых топливо перемешивается с воздухом не в цилиндре, а в особом приборе-карбюраторе, из которого горючая смесь подается в цилиндр двигателя и воспламеняется там от электрической искры, получаемой от специальной системы.
По быстроходности двигатели условно подразделяют на тихоходные со средней скоростью поршня менее 6,5 м/с и быстроходные со средней скоростью поршня более 6,5 м/с.
По частоте вращения двигатели подразделяют на:
- малооборотные (МОД) — 10. 25 с -1 (100. 250 об/мин),
- среднеоборотные (СОД) — 25. 60 с -1 (250. 600 об/мин),
- повышенной оборотности — 60. 100 с -1 (600. 1000 об/мин)
- высокооборотные — свыше 1000 с -1 (10 000 об/мин).
По мощности двигатели подразделяются на:
- маломощные — до 73,5 кВт (100 л. с),
- средней мощности — 73,5. 735 кВт (100. 1000 л. с.) и
- сверхмощные — свыше 7350 кВт (10000л.с).
По назначению двигатели бывают главными, которые обеспечивают ход судна, приводят в движение гребные винты, и вспомогательными, служащими для привода электрогенераторов, компрессоров и других вспомогательных механизмов.
По способу изменения направления вращения вала двигатели подразделяют на реверсивные и нереверсивные. Передний и задний ход при гребном винте фиксированного шага может быть достигнут изменением направления вращения гребного винта. Для обеспечения заднего хода гребному винту можно придать вращение в обратную сторону двумя способами: либо изменить направление вращения коленчатого вала двигателя, либо только гребного.
В реверсивных двигателях можно изменить направление вращения коленчатого вала. Мощность этих двигателей, как правило, большая.
Коленчатые валы нереверсивных двигателей вращаются только в одном направлении. У быстроходных и маломощных нереверсивных двигателей направление вращения гребного винта изменяют с помощью реверсивной передачи, устанавливаемой между двигателем и валопроводом.
Для краткого обозначения типа двигателя дизелестроительные заводы пользуются условной маркировкой (табл. 1). Единая у отечественных дизелестроительных заводов, индивидуальная у заводов других стран маркировка типа двигателя обычно состоит из записываемых в определенной последовательности буквенных условных обозначений отдельных характеристик двигателя и цифр, обозначающих число цилиндров, диаметр, а также ход поршня (в см).
В соответствии с ГОСТ 4398-78 маркировка двигателей СССР состоит из цифрового обозначения числа цилиндров, условных буквенных обозначений характеристик двигателя,после которых дробью показаны диаметр цилиндра и ход поршня в см.
Так, марка 8DP 43/61 расшифровывается: восьмицилиндровый двухтактный реверсивный тронковый (отсутствие буквы К), без наддува (отсутствие буквы Н) двигатель с цилиндром диаметром 430 мм и ходом поршня 610 мм.
Точно так же марка 6DKPH 74/160 обозначает: двигатель шестицилиндровый двухтактный крейцкопфный реверсивный, с наддувом, с цилиндром диаметром 740 мм и ходом поршня 1600 мм.
В маркировку двигателей производства ГДР входит число цилиндров и ход поршня. Диаметр цилиндра либо дается в знаменателе, либо совсем не указывается. Например, марка двигателя 8ZD 72/48 расшифровывается: восьмицилиндровый двухтактный дизель с ходом поршня 720 мм и с цилиндром диаметром 480 мм.
В маркировке двигателей «Зульцер» ход поршня не указывается. Например, марка 8TD-48 присваивается восьмицилиндровому тронковому реверсивному двигателю с цилиндром диаметром 480 мм.
В маркировке двигателей МАН число цилиндров указывают между условными буквенными обозначениями конструкции двигателя и его тактностью, после чего дробью — диаметр цилиндра и ход поршня (в см), затем условное обозначение турбонаддува и показатель модификации. Так, марка двигателя K6Z 60/105Л означает, что двигатель крейцкопфный шестицилиндровый двухтактный с цилиндром диаметром 600 мм, ходом поршня 1050 мм, подпоршневые пространства у данной модификации используются как продувочный насос.
Двигатели заводов «Бурмейстер и Вайн» маркируются несколько иначе. Здесь диаметр цилиндра (в см) указывают впереди условных буквенных обозначений, за числом цилиндров, а ход поршня — после них. Так, марка 6-35 VBF62 присваивается шестицилиндровому двухтактному реверсивному дизелю с газотурбинным наддувом с цилиндром диаметром 350 мм и ходом поршня 620 мм.
Источник
Классификация судовых ДВС и основные определения
Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по следующим основным признакам:
по способу осуществления рабочего цикла:
— четырехтактные, у которых цикл совершается за четыре последовательных хода поршня (за два оборота коленчатого вала), и
— двухтактные, у которых цикл осуществляется за два последовательных хода поршня (за один оборот коленчатого вала);
по способу действия:
— простого действия (рабочий цикл совершается только в одной полости цилиндра),
— двойного действия (рабочий цикл совершается в двух полостях цилиндра над и под поршнем) и
— с противоположно движущимися поршнями (в каждом цилиндре двигателя имеется два механически связанных поршня, движущихся в противоположных направлениях, с помещенным между ними рабочим телом);
по роду применяемого топлива:
— на жидком топливе (дизельное топливо, тяжёлое топливо);
— газовые (сжиженный газ, природный газ). В газовом двигателе небольшое количество жидкого топлива может подаваться в качестве запального, т. е. для воспламенения;
по способу наполнения цилиндра:
— без наддува, когда цилиндр наполняется воздухом (или горючей смесью) всасывающим ходом поршня,
— с наддувом, когда наполнение цилиндра осуществляется специальным компрессором;
по способу смесеобразования:
— с внутренним смесеобразованием, когда топливовоздушная смесь образуется внутри цилиндра (дизели),
— с внешним смесеобразованием, когда эта смесь приготовляется до ее подачи в рабочий цилиндр (карбюраторные и газовые двигатели с искровым зажиганием);
по способу воспламенения топлива:
— с воспламенением от сжатия (дизели),
— с искровым зажиганием (карбюраторные и газовые);
по расположению цилиндров:
— звездообразные и т. п.
по конструктивному исполнению кривошипно-шатунного механизма (КШМ):
— тронковые, у которых направляющей является тронковая часть поршня, передающая его боковое (нормальное) давление на стенки цилиндра;
— крейцкопфные, у которых направляющей поршня служит ползун крейцкопфа, перемещающийся по параллелям;
по изменению направления вращения коленчатого вала:
— нереверсивные, имеющие одно постоянное направление вращения вала;
— реверсивные, у которых направление вращения изменяется реверсивным устройством, изменяющим фазы газораспределения (главные судовые дизели, с прямой передачей на ВФШ);
по частоте вращения коленчатого вала:
— малооборотные (МОД) (n до 350 мин -1 ),
— среднеоборотные (СОД) (n от 350 до 1000 мин -1 ),
— высокооборотные (ВОД) (n более 1000 мин -1 );
по назначению:
— главные, предназначенные для приведения в действие движителей и/или оборудования, обеспечивающего основное назначения судна,
— вспомогательные, это первичные двигатели судовых генераторов тока, двигатели привода грузовых, пожарных насосов и т. д.;
Существуют и другие признаки, по которым классифицируют ДВС.
Основными определениями, которые относятся ко всем ДВС, являются:
— верхняя и нижняя мертвые точки (ВМТ и НМТ), соответствующие верхнему и нижнему крайнему положению поршня в цилиндре (в вертикальном двигателе);
— ход поршня, т. е. расстояние при перемещении поршня из одного крайнего положения в другое;
— объем камеры сгорания (или сжатия), соответствующий объему полости цилиндра при нахождении поршня в ВМТ;
— рабочий объем цилиндра, который описан поршнем при его ходе между мертвыми точками;
— такт – часть рабочего цикла, при которой поршень перемещается из одного крайнего положения в другое.
Маркировка судовых дизелей
Марки дают представление об основных размерах и конструктивных особенностях судовых дизелей.
Условные обозначения дизелей по ГОСТ 10150-88 должны состоять из букв и чисел, которые обозначают:
ДД — двухтактный двойного действия;
С — с реверсивной муфтой;
П — с редукторной передачей;
Число перед буквами означает число цилиндров; число над чертой — диаметр цилиндра в сантиметрах; число под чертой — ход поршня в сантиметрах. Отсутствие в условном обозначении буквы К указывает, что дизель тронковый, буквы Р — дизель нереверсивный.
Пример условного обозначения:
дизель двенадцати-цилиндровый, четырехтактный, с наддувом, с реверсивной муфтой, с редукторной передачей, с диаметром цилиндра 18 см и ходом поршня 20 см;
дизель девятицилиндровый, двухтактный, крейцкопфный, реверсивный, с наддувом, с диаметром цилиндра 80 см, ходом поршня 160 см.
Большинство фирм производителей дизелей используют собственные системы условных обозначений.
Источник
Классификация судовых ДВС
Двигатели внутреннего сгорания подразделяются по следующим основным признакам:
– способу осуществления рабочего цикла
1. четырехтактные (Ч), у которых рабочий цикл осуществляется за 4 хода поршня (два оборота вала);
2. двухтактные (Д), у которых рабочий цикл происходит за два хода поршня (один оборот коленчатого вала);
– роду применяемого топлива
1. бензин – поступает в цилиндры в смеси с воздухом, образующейся в карбюраторах или посредством инжекторов;
2. Дистиллатные (дизельные) или тяжелые топлива, впрыскиваемые непосредственно в камеры сгорания;
3. Газообразные – вводятся с воздухом раздельно или в смеси, воспламенение от свечи или от пламени, возникающего при самовоспламенении впрыскиваемого в цилиндр запального дизельного топлива; Двух-топливные, могут работать на газовом или дизельном тяжелом топливе;
– способу наполнения рабочих цилиндров
1. без наддува, наполнение воздухом осуществляется из атмосферы на такте всасывания при движении поршня от ВМТ к НМТ или за счет давления, создаваемого продувочным насосом (2-х тактные двигатели);
в настоящее время двигатели без наддува практически не производятся ввиду низких удельных мощностей (мощности, снимаемой с
единицы рабочего объема цилиндра);
2. с наддувом, наполнение осуществляется воздухом, предварительно сжатым в специальных надувочных агрегатах (ГТК или приводных);
– способу смесеобразования
1. с непосредственным впрыском, впрыск и распыливание топлива осуществляется непосредственно в камере сгорания, образованной между головкой находящегося в ВМТ поршня, стенками цилиндра и днищем крышки цилиндра;
2. с камерным смесеобразованием, впрыск и предварительное сгорание топлива осуществляются в камеру, размещенную в крышке
цилиндра (предкамера, вихревая камера) или в головке поршня;
– конструктивному выполнению
1. тронковые, у которых направляющей является тронковая часть поршня (юбка);
2. крейцкопфные, у которых в качестве направляющей используется ползун, перемещающийся по параллелям;
– расположению рабочих цилиндров
1. одно – и двухрядные;
2. V- образные и звездообразные;
3. С противоположно-движущимися поршнями;
– по направлению вращения коленчатого вала
1. реверсивные, у которых изменение направления вращения достигается с помощью специального реверсивного механизма, изменяющего фазы газораспределения;
2. нереверсивные, имеющие одно постоянное направление вращения;
– по частоте вращения коленчатого вала п 1\ мин:
малооборотные (МОД) 80 350
среднеоборотные (СОД) 350 750
высокооборотные (ВОД) 750 2500 и выше
Источник
