Belső égésű hajómotorok, szerelőhajó-javító
A belső égésű motorok (ICE) a hőmotorok osztályába tartoznak, amelyben az üzemanyag elégetése és az így nyert hő átalakítása mechanikai munkába a motor munkahengerében történik. A munkaterület itt az üzemanyag égési terméke, ezért nevezzük "belső égésű motorok" nevét. Az üzemanyag elégetése során keletkező gáznemű termékeket nagy nyomás és hőmérséklet jellemzi. Az égéstermékek nyomóereje a hengerben lévő dugattyúval működik, ami a henger tengelye mentén mozog. A dugattyú fokozatos mozgását a motor forgattyústengelyének forgatómozgásával egy forgattyús mechanizmus segítségével alakítják át, és a meghajtó mechanizmus vagy a tengelyvonal tengelyére továbbítják. A motor működési ciklusa olyan folyamatok komplexuma, amely az üzemanyag energiáját mechanikus munkává alakítja.
Tekintsük a motorosztályozás alapelveit.
Megnevezés szerint a hajómotorok fő és segédmotorokra vannak felosztva. Az első a hajó mozgását biztosítja, a második pedig mozgatja az erőmű kiegészítő mechanizmusait (szivattyúk, kompresszorok, erőművi generátorok stb.).
Példaként a működési ciklus különbséget kétütemű motorokhoz, amelyben az üzemi ciklust végez a két löket egy fordulatot a forgattyús tengely és a négyütemű motorokhoz, amelyben a dolgozó ciklust végez a négyütemű vagy két fordulata a főtengelyt. Így a löket a motor működési ciklusának része, amely megfelel a dugattyú egy ütemének. A dugattyú lökete a dugattyú holtpontjai közötti távolság; a dugattyú holtpontjait extrém pozícióknak nevezzük, ha hengeren mozognak.
A működtetés során megkülönböztetik az egyszerű és kettős működés motorjait. Az első munkaciklus csak a munkahenger egy üregében zajlik - a dugattyú felett és a másodikban - a munkahenger mindkét üregében.
A módszer a töltés a munkahenger friss adag megkülönböztetni szívómotorokhoz, amelyben szívó egy működő keverék vagy a levegő készült dugattyú (y négyütemű belső égésű motor), vagy kis feleslegben által létrehozott nyomás a leürítő szivattyút (a kétütemű belső égésű motor) és motorok kompresszoros amelynek üzemi keverék vagy levegő adagolása a hengerre nyomás alatt történik egy speciális kompresszor segítségével.
Az eljárás szerint a gyújtás a dolgozó elegyet szétválaszthatjuk motorok kényszerített gyújtás amelyben gyújtását az éghető keverék jön az elektromos szikra, és motorok öngyulladási a dolgozó keveréket préseléssel (dízel) a hengerben, ahol a levegő összenyomódik, és melegítjük, hogy a folyékony üzemanyagot fecskendezünk be ez autoignites .
Mint az egy eljárás a dolgozó keveréket különböznek motorok külső keverékképzés (karburátor és gáz), ahol a működő keveréket kívül előállított a henger és a gyújtás a hengerben van ellátva egy elektromos szikra, és a motorok belső keverékképzés (kompresszor és beskompressornye dízel), amelynek a működési keveréket a henger belsejében készül, és a levegő tömörítésétől önműködően égő. Jelenleg a nem kompresszoros motorok a legszélesebb körben használatosak a tengeri hajókon, a leginkább gazdaságosak. A porlasztók és a gázmotorok a könnyű folyó- és tóhajókon találhatók, és a kompresszor-dízelmotorok megszűntek. Beskompressornym úgynevezett dízelmotor, amelyben a porlasztás üzemanyag hengerben végezzük fúvókán keresztül nagy nyomás alatt üzemanyag-ellátás. Néha ilyen dízeleket dízelmotoroknak neveznek, amelyek mechanikusan permetezik az üzemanyagot. Abban kompresszor dízel üzemanyag porlasztás végeztük a fúvókát sűrített levegővel, és ez a követelmény, hogy az állandó kompresszor.
A dízelmotor sebességét a főtengely sebessége vagy a dugattyú átlagos sebessége határozza meg
ahol s a dugattyú lökete, m, és n a tengely fordulatszáma, fordulatszám. A GOST 4393-74 szerint a kis sebességű dízelmotorokhoz 4,5<ст<7 м/с, у дизелей средней быстроходности 7<ст<10 м/с, а у быстроходных ст>10 m / s. Az alacsony sebességű motorokat dízelekként tartják számon, amelyekben 100
A négyciklusú, nem kompresszoros dízelmotor működési terve az 1. ábrán látható. 52. A szívó- és kipufogószelepek kinyitása a motor bütyköstengelyének bütyköstengelyei által történik.
Ábra. 52. A négyütemű, nem kompresszoros dízelmotor szerkezete.
Az első lépés a szívás (a henger töltése). Amikor a dugattyú mozog a felső holtponti (TDC) a alsó holtponti (BDC) a munkahenger a motor levegőt szívunk ki a környezetbe a szívószelep 1 (leeresztőszelep 3 zárva). A maximális töltési a munkahenger friss levegő 1 szelep nyit, ha a hajtókar 5 (megérkezéséig a dugattyú TDC helyzetében), és zárva annak megállapításával, 4 pont után hajtókar BDC elmúlik. Szíváskor a nyomás a hengerben valamivel kisebb, mint a légköri nyomás.
A második intézkedés tömörítés. Amikor a dugattyú hátrafelé mozog, a szívó- és kipufogószelepek felfelé záródnak; levegő tömörítés következik be, amelynek nyomása 2800-4500 N / m 2 (28-45 kgf / cm2), és a hőmérséklet 600-700 ° C (873-973 K).
A harmadik lépés a munkaütem (égés és terjeszkedés). A kipufogó és a szívószelepek zárva vannak. Fúvóka 2, üzemanyagot fecskendeznek a hengerbe (nyomókamra) egy spray formában, amikor a hajtókar, hogy egy olyan ponton 6 még nem érte el néhány fokkal BTDC, azaz. E., néhány injekció prenex amely szükséges a készítmény az üzemanyag öngyulladók. A magas hőmérséklet hatására az üzemanyag meggyullad és nagy mennyiségű gáz keletkezik. Így egy rövid időre, mért frakciók egy második, a nyomás a hengerben emelkedik 5000-12 500 kN / m 2 (50-125 kgf / cm 2), és ahol a gáz hőmérséklete 1600-2200 ° C (1873-2473 K). A táguló gázok hatására a dugattyú lefelé mozog a TDC-ről a HMT-re.
A negyedik intézkedés felszabadul. Ha a hajtókar pedig egy 8 pont, még mindig nem éri el a BDC, a kipufogószelep kinyit, és a dugattyú mozog BDC és TDC, kiszorítja a kipufogógázok a munkahenger. Ekkor a kipufogószelep teljesen nyitva van, és a beömlőszelep zárt. A hengerben lévő nyomást 105-110 kN / m 2-re csökkentik (1-1,1 kgf / cm2), és a gázok hőmérséklete 350-400 ° C (623-673 K). A felszabadulás vége, vagyis a kipufogószelep zárása, miután a forgattyú eléri a TDC-t (a 7. pontban). Ez hozzájárul a henger jobb tisztításához az üzemanyag égéstermékeiből.
A szívás (töltés), a kompresszió és a kioldódás végrehajtásához a motor bizonyos mechanikai energiájának kiadása szükséges. Ez az energia a lendkerékben és a motor minden mozgó részében a munkaütemben felhalmozódik, és ezután a három meghatározott ciklus alatt mozgásuk tehetetlensége miatt kerül felhasználásra. Ezért a motorok egy lendkerékkel vannak ellátva, ami olyan, mint a kinetikus energia. A többhengeres motorokban az egyik hengerben az előkészületi lökéseket más munkahengerek által végzett munkamegmunkálással is elvégzik, mivel az ilyen motorokban a hengerek nem működnek egyszerre, hanem rendszeres időközönként. Ez biztosítja a motortengely forgásának nagyobb egységességét is.
A kétütemű motor üzemelési ciklusa a dugattyú két ütemével vagy a főtengely egy fordulatával készül. A kétütemű motorok, ellentétben a négyütemű motorokkal, vagy nincsenek szelepek, vagy csak kipufogó szelepe van. Mindkét esetben a munkahengert friss levegővel kell átengedni a falakon lévő speciális nyílásokkal - tisztító ablakokkal. A kétütemű motorok, a motor főtengelyéből hajtott dugattyú, háromlapú forgó- és centrifugális szivattyúk tisztítószivattyúként (fúvókák) használatosak. A szivattyúból érkező levegő a gyűrűdobozba kerül - a vevőegység, amely a henger kerületén helyezkedik el, és abból a tisztító ablakokon keresztül a hengerbe.
Az 1. ábrán. 53 ábra szemlélteti egy kétütemű dízelmotor a legegyszerűbb kontúr hasíték szelepnélküli henger oxigénelnyelő. A működési elve a motor figyelembe kell venni, amikor eredményeként gyújtás az üzemanyag és az ebből következő növekedését nyomás és a gáz expanziós dugattyú elkezd mozogni FHP-ból AHP (I. helyzet), és végezzük munkaütem megkezdéséig a dugattyú a kipufogó 3 (II helyzet). A további dugattyú mozgásának irányába BDC, ha a palack nyomás alá, hogy 120-140 kN / m2 (1,2-1,4 kg / cm 2) nyissa az átöblítő 2 és elkezdi fúj henger friss levegőt a ventilátortól a vevőhöz és onnan a sű dobozban (III helyzetben) nyomását 1300-1500 kN / m 2 (1,3-1,5 kgf / cm 2).
Ábra. 53. A kétütemű dízelmotor diagramja.
Ezt követően a dugattyú elindul a BDC-ből a TDC-re (III. Pozíció), és amíg a 2 ablaktörlő ablakok bezáródnak, folytatódik a palack leeresztése. A kijárati ablakok egy darabig nyitva maradnak, hogy a henger teljesen tisztítható legyen a gázoktól. A dugattyú további mozgatásával a TDC-hez a kipufogónyílások zárva vannak, és a levegő összenyomódik (IV. Pozíció). Amikor a dugattyú megközelíti a TDC-t, az 1. injektor befecskendezi az üzemanyagot, amely a sűrített levegő magas hőmérséklete miatt meggyullad és meggyullad a ciklusban. Így itt két fő intézkedést különböztethetünk meg: a tömörítés és a terjeszkedés (a munkaütemezés), valamint a beszívási és a kipufogási ciklusok különálló független ciklusok hiányában. A gázok hengerének tisztítására és levegővel való töltésére szolgáló folyamatok az alapvető intézkedésekkel együtt megtörténnek, mintha egymásra helyeznék őket. Megállapítható továbbá, hogy egy kétütemű motor működése (tisztítószivattyú nélkül) nem lehetséges.
A modern négyütemű és kétütemű dízelmotorok teljesítményének növelésének fő módja a hengerek túltöltése - kényszerített levegőellátás. Ez lehetővé teszi nagyobb mennyiségű tüzelőanyag elégetését az égéskamra ugyanazon térfogatában és megfelelő teljesítménynövekedést. Vannak mechanikus és gázturbinás nyomás. A mechanikus töltési módszerrel a légszivattyút a dízelmotor főtengelyével hajtják el, a felhasznált energia egy részével. Jobb a gázturbinás nyomás, amikor a kompresszort a dízelmotor kipufogógázain futó gázturbina hajtja.
A négyütemű dízelmotor tervezését és a főkomponensek és alkatrészek általános elrendezését a 3. ábrán mutatjuk be. 54. A szerkezet a fix részek vázát alkotó a motor, tartalmaz alapkeret 1, keret (ház) 2, egy hengerblokk 3 és a henger fedelét 4. Az üreg által képzett ágy 2 és a talplemez 1. nevezzük forgattyúház tér és magának a keretnek van rögzítve csavarokkal az alapkerethez egy forgattyúházat képez.
Ábra. 54. Belső égésű motor elrendezése.
A szerkezet a mozgó alkatrészek alkotó forgattyús mechanizmus tartalmaz egy 9 dugattyú, a 8 dugattyúgyűrű, a dugattyúcsapszeg 10, összekötő 11 rúd, főtengely 16 (dugattyúrudak a keresztfej motorok), stb lendkerék.
Vezérmű áll a szívó és kipufogó szelepek 6 a rugók, a szelep működtető-alkatrészek (pushrods) 7, görgők 12 pushrods, egy vezértengely 13, hajtott fogaskereket 18, a bütykös gyűrű a 14 és 15 fogaskerekek és 17 meghajtó a vezérműtengely a szelep karok 5.