Современные малооборотные двухтактные двигатели Год выпуска: 2007 Язык: русский Автор: Возницкий И. В. Жанр: Учебное пособие Издательство: «Моркнига» Серия: Библиотека судового механика ISBN: 903080-08-1 Формат: PDF/DjVu/DОС Качество: OCR без ошибок Количество страниц: 121 Описание: Высокая надежность, большой моторесурс, простота конструкции и высокая экономичность (см. рис. 1-1) являются отличительными чертами малооборотных двигателей. Этим, а также возможностью обеспечить высокие агрегатные мощности (80000 кВт) определяется их преимущественное использование в пропульсивных установках морских судов. К классу малооборотных двигателей относятся мощные двухтактные дизели с числом оборотов до 300 в минуту. Двигатели 2-х тактные, так как использование 2-х тактного цикла в сравнении с 4-х тактным позволяет при равенстве размеров цилиндров и оборотов получить в 1,4-1,8 раза большую мощность. Диаметр цилиндров находится в диапазоне 260 — 980 мм, отношение хода поршня к диаметру цилиндра в двигателях ранних моделей лежало в пределах 1,5-2,0. Однако стремление повысить мощность путем увеличения объема цилиндра, не увеличивая его диаметр, а также обеспечить лучшие условия для развития факелов топлива и, соответственно, создать лучшие условия для смесеобразования в камере сгорания за счет увеличения ее высоты, привело к росту отношения S/D. Прошло 100 лет со дня появления первого дизеля, но он не только не утратил своего значения среди тепловых двигателей, преобразующих тепловую энергию топлива в механическую работу, но благодаря своей высокой экономичности до сих пор занимает лидирующее положение. Если первые дизели имели КПД, равный 12-15%, то сегодня КПД малооборотных двухтактных двигателей достиг 50,5%, а при утилизации тепла 58%. КПД современных паровых турбин, сопоставимых по мощности с малооборотными дизелями, достигает максимум 35%. Высокая экономичность, а также большая агрегатная мощность (до 80000 кВт), малые износы, высокий моторесурс и надежность ставят малооборотный двигатель на первое место при выборе иропульсивной установки морского судна. Низкие обороты (50-90 I/мин) гарантируют не только высокую надежность и ресурс, но одновременно существенно упрощают передачу к гребному винту и обеспечивают высокий пропульсивный кпд винта. За истекшие 25-30 лет в конструкцию двухтактных двигателей Ом.ли внесены радикальные изменения. Фирмы-производители «Зульцер» и «МАН» отказались от контурных схем газообмена, и перешли на более перспективную прямоточную схему. Это позволило реализовать в новых моделях двигателей чисто газотурбинный наддув, Гимгодаря которому был достигнут высокого уровень форсировки рабочего процесса (Ре = 19 бар). I) новейших моделях внедрена система электронного управления, существенно повысившая эксплуатационные качества двигателей и упростившая их конструкцию и эксплуатацию. Н предлагаемой читателям книге автор стремился подробно 1ип;»комить их с перечисленными усовершенствованиями и, тем самым, оказать посильную помощь в эксплуатации двигателей нового поколения.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие......... 1. МАЛООБОРОТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ, ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ ..........................6 1-1. Системы газообмена 2-х тактных двигателей............................10 1-2. Газотурбинный наддув......................................................................20 1-3. Пожар в подпоршневых полостях,взрывы в картерах...........22 2. МОДЕЛЬНЫЙ РЯД ДВИГАТЕЛЕЙ ЗУЛЬЦЕР-RTA ...............................................................24 2-1. Особенности конструкции...............................................................26 2-2. Топливо-впрыскивающая аппаратура.........................................30 2-2-1 Топливные насосы высокого давления......................... 30 2-2-2. Система VIT двигателей RTA........................................ 35 2-2-3. Форсунки двигателей RD, RND-M и RTA................ 36 2-2-4. Форсунки двигателей RTA............................................. 37 3. ДВИГАТЕЛИ С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ - RT FLEX....................................................................40 3-1. Двигатели с электронным управлением RT — flex .................40 'i. МОДЕЛЬНЫЙ РЯД ДВИГАТЕЛЕЙ ФИРМЫ «МАН & БУРМЕЙСТЕР И ВАЙН» - МС.....................46 4-1. Особенности конструкции...............................................................50 4-2. Топливовпрыскивающая аппаратура...........................................54 Г). ДВИГАТЕЛИ С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ«МАН & БУРМЕЙСТЕР И ВАЙН» ME..........57 <;. МОДЕЛЬНЫЙ РЯД ДВИГАТЕЛЕЙ «МИТСУБИШИ» UEC И UEC-LSE......................................................64 7. ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ПУСКЕ И НА МАНЕВРАХ, ПОМПАЖ ГТК...........................67 8. ВЛИЯНИЕ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ................................................................70 9. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ......................................72 9-1. Использование энергии выхлопных газов в силовых газовых турбинах ........................75 9-2. Использование энергии выхлопных газов в утилизационных паровых котлах ..............................................78 9-3. Горение сажи в утилизационных котлах.....................................79 10. НАДЕЖНОСТЬ И МОТОРЕСУРС 2-Х ТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ................................................................83 10-1. Виды износа..........................................................................................83 10-2. Износы ЦП Г, организация технического обслуживания двигателей ....................................85 10-3. Конструкции поршневых колец, практические рекомендации...........................................................88 10-3-1. Требования, предъявляемые к морским топливам. Стандарт ISO 8217:2005 .......95 11. ДИНАМИКА КРЕЙЦКОПФНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.....................105 11-1. Неуравновешенность двигателей................................................105 11-2. Аксиальные колебания....................................................................112 11-3. Крутильные колебания....................................................................113 12. ПРОПУЛЬСИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ...................................115 12-1. Уравнения мощности и логарифмическая шкала.................115 12-2. Нагрузка главных двигателей, винтовые и ограничительные характеристики......................116
МАЛООБОРОТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ
Высокая надежность, большой моторесурс, простота конструкции и высокая экономичность (см. рис. 1-1) являются отличительными чертами малооборотных двигателей. Этим, а также возможностью обеспечить высокие агрегатные мощности (80000 кВт) определяется их преимущественное использование в пропульсивных установках морских судов. К классу малооборотных двигателей относятся мощные двухтактные дизели с числом оборотов до 300 в минуту. Двигатели 2-х тактные, так как использование 2-х тактного цикла в сравнении с 4-х тактным позволяет при равенстве размеров цилиндров и оборотов получить в 1,4-1,8 раза большую мощность. Диаметр цилиндров находится в диапазоне 260 — 980 мм, отношение хода поршня к диаметру цилиндра в двигателях ранних моделей лежало в пределах 1,5-2,0. Однако стремление повысить мощность путем увеличения объема цилиндра, не увеличивая его диаметр, а также обеспечить лучшие условия для развития факелов топлива и, соответственно, создать лучшие условия для смесеобразования в камере сгорания за счет увеличения ее высоты, привело к росту отношения S/D. Тенденцию к увеличению S/D можно проследить на примере двигателей Зульцер RTA: 1981 г. - RTA S/D=2,9; 1984 г. - RTA М S/D= 3,45; 1991г. - RTA Т S/D= 3,75; 1995г. - RTA48 Т S/D= 4,17. Цилиндровая мощность современных малооборотных двигателей и зависимости от размеров цилиндров и уровня форсировки лежит в пределах 945-5720 кВт при Ре= 18-18,6 бар (Зульцер RTA), 400-6950 кВт при Ре = 18-19 бар (MAH ME и МС). Частота вращения лежит в пределах 57-127 1\ мин. и лишь в двигателях с размерами цилиндров менее 50 см. п= 129-250 1\мин. Важно отметить, что в 50-60 годы стоимость топлив была низкой и находилась на уровне 20-30 $ /тонну, и поэтому задача достижения максимальной экономичности двигателя и пропульсивного комплекса в целом не являлась превалирующей. Этим можно объяснить, что выбор частоты пращения двигателя, а, следовательно, и гребного вала, определялся дви-I лтелестроителями без учета кпд гребного винта. В восьмидесятые годы стоимость топлив выросла в 10 и более раз, и задачи повышения экономичности работы всего пропульсивного комплекса встали на первое место. Известно, что кпд гребного винта растет с уменьшением скорости вращения, кстати, уменьшение скорости вращения двигателя способствует и снижению удельного расхода топлива. Это обстоятельство при создании современных дизелей, несомненно, учитывается и, если у двигателей ранних поколений частота вращения не спускалась ниже 100 1\мин, то в новом поколении дшпателей диапазон оборотов лежит в пределах 50-190. Снижение мощности при уменьшении оборотов компенсируется увеличением объема цилиндров за счет роста S/D и дальнейшей форсировкой рабочего процесса по наддуву. Среднее эффективное давление увеличилось до 19,6-20 бар. И настоящее время малооборотные двигатели производят три фирмы: Вяртсиля МАН & Бурмейстер и Вайн, Митсубиши (MHI). И 2002 г. Вяртсиля -Зульцер и Митсубиши заключили договор, ни которому фирмы объединяют усилия по совершенствованию дви-ппслей.
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете голосовать в опросах Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям Вы не можете скачивать файлы
Год выпуска: 2007
Язык: русский
Автор: Возницкий И. В.
Жанр: Учебное пособие
Издательство: «Моркнига»
Серия: Библиотека судового механика
ISBN: 903080-08-1
Формат: PDF/DjVu/DОС
Качество: OCR без ошибок
Количество страниц: 121
Описание: Высокая надежность, большой моторесурс, простота конструкции и высокая экономичность (см. рис. 1-1) являются отличительными чертами малооборотных двигателей. Этим, а также возможностью обеспечить высокие агрегатные мощности (80000 кВт) определяется их преимущественное использование в пропульсивных установках морских судов.
К классу малооборотных двигателей относятся мощные двухтактные дизели с числом оборотов до 300 в минуту. Двигатели 2-х тактные, так как использование 2-х тактного цикла в сравнении с 4-х тактным позволяет при равенстве размеров цилиндров и оборотов получить в 1,4-1,8 раза большую мощность. Диаметр цилиндров находится в диапазоне 260 — 980 мм, отношение хода поршня к диаметру цилиндра в двигателях ранних моделей лежало в пределах 1,5-2,0. Однако стремление повысить мощность путем увеличения объема цилиндра, не увеличивая его диаметр, а также обеспечить лучшие условия для развития факелов топлива и, соответственно, создать лучшие условия для смесеобразования в камере сгорания за счет увеличения ее высоты, привело к росту отношения S/D.
Прошло 100 лет со дня появления первого дизеля, но он не только не утратил своего значения среди тепловых двигателей, преобразующих тепловую энергию топлива в механическую работу, но благодаря своей высокой экономичности до сих пор занимает лидирующее положение. Если первые дизели имели КПД, равный 12-15%, то сегодня КПД малооборотных двухтактных двигателей достиг 50,5%, а при утилизации тепла 58%. КПД современных паровых турбин, сопоставимых по мощности с малооборотными дизелями, достигает максимум 35%.
Высокая экономичность, а также большая агрегатная мощность (до 80000 кВт), малые износы, высокий моторесурс и надежность ставят малооборотный двигатель на первое место при выборе иропульсивной установки морского судна. Низкие обороты (50-90 I/мин) гарантируют не только высокую надежность и ресурс, но одновременно существенно упрощают передачу к гребному винту и обеспечивают высокий пропульсивный кпд винта.
За истекшие 25-30 лет в конструкцию двухтактных двигателей Ом.ли внесены радикальные изменения. Фирмы-производители «Зульцер» и «МАН» отказались от контурных схем газообмена, и перешли на более перспективную прямоточную схему. Это позволило реализовать в новых моделях двигателей чисто газотурбинный наддув, Гимгодаря которому был достигнут высокого уровень форсировки рабочего процесса (Ре = 19 бар).
I) новейших моделях внедрена система электронного управления, существенно повысившая эксплуатационные качества двигателей и упростившая их конструкцию и эксплуатацию.
Н предлагаемой читателям книге автор стремился подробно 1ип;»комить их с перечисленными усовершенствованиями и, тем самым, оказать посильную помощь в эксплуатации двигателей нового поколения.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.........1. МАЛООБОРОТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ,
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ ..........................6
1-1. Системы газообмена 2-х тактных двигателей............................10
1-2. Газотурбинный наддув......................................................................20
1-3. Пожар в подпоршневых полостях,взрывы в картерах...........22
2. МОДЕЛЬНЫЙ РЯД
ДВИГАТЕЛЕЙ ЗУЛЬЦЕР-RTA ...............................................................24
2-1. Особенности конструкции...............................................................26
2-2. Топливо-впрыскивающая аппаратура.........................................30
2-2-1 Топливные насосы высокого давления......................... 30
2-2-2. Система VIT двигателей RTA........................................ 35
2-2-3. Форсунки двигателей RD, RND-M и RTA................ 36
2-2-4. Форсунки двигателей RTA............................................. 37
3. ДВИГАТЕЛИ С ЭЛЕКТРОННЫМ
УПРАВЛЕНИЕМ - RT FLEX....................................................................40
3-1. Двигатели с электронным управлением RT — flex .................40
'i. МОДЕЛЬНЫЙ РЯД ДВИГАТЕЛЕЙ
ФИРМЫ «МАН & БУРМЕЙСТЕР И ВАЙН» - МС.....................46
4-1. Особенности конструкции...............................................................50
4-2. Топливовпрыскивающая аппаратура...........................................54
Г). ДВИГАТЕЛИ С ЭЛЕКТРОННЫМ
УПРАВЛЕНИЕМ«МАН & БУРМЕЙСТЕР И ВАЙН» ME..........57
<;. МОДЕЛЬНЫЙ РЯД ДВИГАТЕЛЕЙ
«МИТСУБИШИ» UEC И UEC-LSE......................................................64
7. ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ
ПРИ ПУСКЕ И НА МАНЕВРАХ, ПОМПАЖ ГТК...........................67
8. ВЛИЯНИЕ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ
НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ................................................................70
9. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ......................................72
9-1. Использование энергии
выхлопных газов в силовых газовых турбинах ........................75
9-2. Использование энергии выхлопных газов
в утилизационных паровых котлах ..............................................78
9-3. Горение сажи в утилизационных котлах.....................................79
10. НАДЕЖНОСТЬ И МОТОРЕСУРС
2-Х ТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ................................................................83
10-1. Виды износа..........................................................................................83
10-2. Износы ЦП Г, организация
технического обслуживания двигателей ....................................85
10-3. Конструкции поршневых колец,
практические рекомендации...........................................................88
10-3-1. Требования, предъявляемые
к морским топливам. Стандарт ISO 8217:2005 .......95
11. ДИНАМИКА КРЕЙЦКОПФНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.....................105
11-1. Неуравновешенность двигателей................................................105
11-2. Аксиальные колебания....................................................................112
11-3. Крутильные колебания....................................................................113
12. ПРОПУЛЬСИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ...................................115
12-1. Уравнения мощности и логарифмическая шкала.................115
12-2. Нагрузка главных двигателей,
винтовые и ограничительные характеристики......................116
МАЛООБОРОТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ
Высокая надежность, большой моторесурс, простота конструкции и высокая экономичность (см. рис. 1-1) являются отличительными чертами малооборотных двигателей. Этим, а также возможностью обеспечить высокие агрегатные мощности (80000 кВт) определяется их преимущественное использование в пропульсивных установках морских судов.К классу малооборотных двигателей относятся мощные двухтактные дизели с числом оборотов до 300 в минуту. Двигатели 2-х тактные, так как использование 2-х тактного цикла в сравнении с 4-х тактным позволяет при равенстве размеров цилиндров и оборотов получить в 1,4-1,8 раза большую мощность. Диаметр цилиндров находится в диапазоне 260 — 980 мм, отношение хода поршня к диаметру цилиндра в двигателях ранних моделей лежало в пределах 1,5-2,0. Однако стремление повысить мощность путем увеличения объема цилиндра, не увеличивая его диаметр, а также обеспечить лучшие условия для
развития факелов топлива и, соответственно, создать лучшие условия для смесеобразования в камере сгорания за счет увеличения ее высоты, привело к росту отношения S/D.
Тенденцию к увеличению S/D можно проследить на примере двигателей Зульцер RTA:
1981 г. - RTA S/D=2,9;
1984 г. - RTA М S/D= 3,45;
1991г. - RTA Т S/D= 3,75;
1995г. - RTA48 Т S/D= 4,17.
Цилиндровая мощность современных малооборотных двигателей и зависимости от размеров цилиндров и уровня форсировки лежит в пределах 945-5720 кВт при Ре= 18-18,6 бар (Зульцер RTA), 400-6950 кВт при Ре = 18-19 бар (MAH ME и МС). Частота вращения лежит в пределах 57-127 1\ мин. и лишь в двигателях с размерами цилиндров менее 50 см. п= 129-250 1\мин.
Важно отметить, что в 50-60 годы стоимость топлив была низкой и находилась на уровне 20-30 $ /тонну, и поэтому задача достижения максимальной экономичности двигателя и пропульсивного комплекса в целом не являлась превалирующей. Этим можно объяснить, что выбор частоты пращения двигателя, а, следовательно, и гребного вала, определялся дви-I лтелестроителями без учета кпд гребного винта. В восьмидесятые годы стоимость топлив выросла в 10 и более раз, и задачи повышения экономичности работы всего пропульсивного комплекса встали на первое место. Известно, что кпд гребного винта растет с уменьшением скорости вращения, кстати, уменьшение скорости вращения двигателя способствует и снижению удельного расхода топлива. Это обстоятельство при создании современных дизелей, несомненно, учитывается и, если у двигателей ранних поколений частота вращения не спускалась ниже 100 1\мин, то в новом поколении дшпателей диапазон оборотов лежит в пределах 50-190. Снижение мощности при уменьшении оборотов компенсируется увеличением объема цилиндров за счет роста S/D и дальнейшей форсировкой рабочего процесса по наддуву. Среднее эффективное давление увеличилось до 19,6-20 бар. И настоящее время малооборотные двигатели производят три фирмы:
Вяртсиля
МАН & Бурмейстер и Вайн,
Митсубиши (MHI).
И 2002 г. Вяртсиля -Зульцер и Митсубиши заключили договор, ни которому фирмы объединяют усилия по совершенствованию дви-ппслей.
Примеры страниц PDF:
Примеры страниц DjVu:
Примеры страниц DОС:
Современные малооборотные двухтактные двигатели
Скачать [16 KB]
Поделиться
Возницкого вроде всего закидывал
Поделиться