Proiectare, operare si intretinere. Pescuit din mare Viță de vie Burmeister Motor navă

Flota internă are un număr mare de nave cu motoare diesel de producție străină.

Principalele companii străine producătoare de motoare diesel marine sunt: ​​Burmeister and Wein (Danemarca), Sulzer (Elveția), MAN (Germania), Doxoford (Marea Britanie), Stork (Olanda), Getaverken (Suedia), Fiat (Italia), Pilstick (Franța) și licențiații acestora. Motoarele diesel construite de companii străine au propriile lor denumiri.

În mărcile de motoare diesel Burmeister și Wine, literele denotă: M - în patru timpi, V - în doi timpi (al doilea V de la sfârșitul mărcii este în formă de V), T - cruce, F - navă (reversibilă și seria MTBF ireversibilă principală), B - cu turbină cu gaz supraalimentată, H - auxiliară. Numărul de cilindri este indicat înainte de litere, diametrul cilindrilor - după numărul de cilindri, cursa pistonului - după litere. La motoarele diesel supraalimentate, modificarea este indicată în mijlocul desemnării literei prin numărul 2 sau 3.

Pentru motoarele diesel construite de Burmeister și Wein după 1967, au fost introduse noi denumiri: prima cifră este numărul de cilindri, prima cifră care urmează este tipul de motor (K - cruce în doi timpi); a doua cifră reprezintă diametrul cilindrilor; următoarea litera este denumirea modelului (de exemplu, E sau F); ultima literă este scopul motorului diesel (de exemplu, F - inversarea navei pentru transmisia directă).

La motoarele diesel Sulzer, literele indică: B - în patru timpi, Z - în doi timpi, S - traversă, T - portbagaj, D - reversibil, H - auxiliar, A - supraalimentat, R - evacuare controlată, V - V- în formă, G - cu un reductor, M - trunchi cu o cursă scurtă a pistonului. Numărul de cilindri este indicat înainte de litere, diametrul cilindrului este indicat după litere. Unele motoare diesel ale acestei companii au o denumire prescurtată: seriile Z și ZV nu au literele M, H, A, iar seria RD au literele S și A.
Denumiri în motoarele diesel MAN: V - în patru timpi (al doilea V - în formă de V), Z - în doi timpi, K - cruce, G - trunchi, A - în doi timpi aspirat natural sau în patru timpi cu un grad scăzut de boost, C, D și E - în doi timpi cu grade mici, medii și mari de amplificare, L - în patru timpi cu răcire cu aer de alimentare, T - cu precamera, m - în patru timpi cu boost fără răcitor de aer. Numărul de cilindri este indicat între literele K și Z, numărătorul fracției este diametrul cilindrului, numitorul este cursa pistonului. Licențiații MAN indică prezența presurizării prin litera A cu indici numerici: A3 și A5 - un sistem de presurizare serie-paralel cu turbocompresoare cu gaz care funcționează pe gaze, respectiv, cu presiune constantă și respectiv variabilă.

Fiat a adoptat următoarele denumiri: S și SS cu supraalimentarea primei și celei de-a doua forțări, T - cruce cu un diametru al cilindrului de până la 600 mm (cu D \u003d 600 mm, litera T poate fi absentă), R - patru -cursa reversibila, C si B - modificari diesel . Primele cifre indică diametrul cilindrului, următoarele - numărul de cilindri.

Motoare diesel din RDG: D-diesel, V - în patru timpi, Z - în doi timpi, K - cu o cursă mică a pistonului (S / D< 1,3), N -со средним ходом поршня (S/D >1.3), prima cifră indică numărul de cilindri, a doua - cursa pistonului, vezi Fig.

Marcarea este folosită pentru a simboliza tipul de motor și se efectuează la uzinele diesel. Simbolurile pentru caracteristicile individuale ale motoarelor diesel utilizate în Rusia și Ucraina, în Germania și în alte țări sunt prezentate în Tabelul 5.1. Fiecare țară are propria sa denumire de motoare.

În conformitate cu standardul de stat, denumirea motoarelor constă în numere care indică numărul de cilindri și litere care indică caracteristicile motorului, după care diametrul cilindrului și cursa pistonului (în centimetri) sunt afișate în fracții.

De exemplu, denumirea 64H18 / 22 înseamnă: motor cu șase cilindri, în patru timpi, supraalimentat, cu un diametru al pistonului de 180 mm și o cursă a pistonului de 220 mm.

Marca 6DKRN 74/160 desemnează: șase cilindri, în doi timpi, cruce, reversibil, supraalimentat, cu un diametru al cilindrului de 740 mm și o cursă a pistonului de 1600 mm.

Tabelul 5.1 Simboluri pentru caracteristicile motorului.

În același timp, motoarele diesel ale unor fabrici autohtone au un marcaj special. În Germania, marcajele motorului includ cursa, numărul de cilindri și cursa pistonului. De exemplu, motorul 6VD24 reprezintă un motor diesel ireversibil în patru timpi cu șase cilindri, cu o cursă a pistonului de 240 mm. În prezența presurizării și, de asemenea, dacă motorul diesel este reversibil, se completează literele A și U. De exemplu, 8NVD - 48 AU.

Pe nava de studii a Institutului, motorul diesel principal este 6NVD26-A-3 (motor diesel cu șase cilindri, ireversibil, în patru timpi cu supraalimentare cu turbină cu gaz, cursa pistonului 260 mm, modificarea a 3-a) și două motoare diesel 64 12/14 sunt folosite ca auxiliare.

Tipuri de SPP cu motor cu ardere internă.

Centralele electrice de nave cu motoare cu ardere internă sunt clasificate după o serie de criterii.

După numărul de arbori de elice: cu un singur arbore; cu ax dublu; cu trei arbori etc.

Conform metodei de transmitere a puterii de la motorină la elice:

Cu o treaptă de viteză rigidă fără schimbarea vitezei (elice se rotește la viteza arborelui cotit al motorului principal);

Cu transmisie flexibilă (folosind ambreiaje hidraulice, ambreiaje electromagnetice; convertoare de cuplu);

Cu transmisie electrică - motoarele diesel funcționează pe generatoare, iar elicele sunt antrenate de motoare cu elice (PM);

Cu transmisie hidraulică care asigură propulsie hidroreactivă (la navele cu propulsie cu jet de apă).

După numărul de motoare lucru pentru fiecare arbore elice: o singură mașină - un motor diesel principal funcționează pentru fiecare arbore elice; multi-mașină - două sau mai multe motoare principale funcționează pe fiecare arbore elice, transferându-și energia de rotație către arborele elicei printr-o cutie de viteze comună.

După tipul de motoare utilizate:

Același tip atunci când sunt utilizate tipuri omogene de motoare;

Combinat - sunt utilizate mai multe tipuri de motoare principale (de exemplu, motoare diesel și turbine cu gaz etc.).

Tip de propulsie: cu o elice cu pas fix (FPS); cu o elice cu pas controlabil (CRP); cu elice coaxiale contrarotative; cu jeturi de apă; cu elice cu palete.

Motoarele principale moderne și puternice sunt realizate cu supraalimentare și pulverizare cu jet de combustibil. Motoarele diesel în patru timpi sunt fabricate prin portbagaj, în doi timpi - cu portbagaj și cruce, precum și cu pistoane care se mișcă opus și mai mulți arbori cotit.

Principalele motorine marine clasificate după o serie de caracteristici.

1. Cu programare:

All-mode, oferind toate vitezele navei de la cea mai mică la maximă;

Accelerare (post-ardere), oferind viteză maximă și aproape de maximă pentru utilizare pe termen scurt;

Marș (curs economic), oferind un curs economic lung.

2. De proiectare:

În linie cu un aranjament vertical de cilindri, în patru timpi cu un număr de cilindri de la 6 la 12 și în doi timpi cu un număr de cilindri de la 5 la 12;

în formă de V cu un număr de cilindri de la 8 la 20;

în formă de X cu un număr de cilindri de la 16 la 32;

În formă de stea, cu un număr de cilindri de la 42 la 56;

Rând dublu - în esență două motoare diesel conectate printr-un carter, cadru și angrenaj comune;

În doi timpi în formă de D cu pistoane cu mișcare opusă cu un număr de cilindri de la 9 la 18.

3. Prin reversibilitate: nereversibil cu ambreiaje reversibile sau cu marșarier; reversibil.

4. În funcție de masa și caracteristicile generale, modul de viteză și resurse:

Greu de viteză mică;

Viteză medie;

Greutate specifică medie de mare viteză;

Plămâni rapizi.

Să luăm în considerare mai detaliat aceste tipuri de motoare diesel și să le comparăm.

Motore diesel grele cu viteză mică sunt în principal în doi timpi cu supapă sau purjare în buclă. Se disting prin greutate specifică mare (până la 55 kg/kW), dimensiuni mari și turație mică a arborelui cotit. Astfel de motoare diesel sunt utilizate pentru transmiterea directă a puterii către elicele navelor maritime cu tonaj mare (cisterne, vrachiere, transportoare de minereuri etc.). Firmele vestice de vârf au creat o serie de motoare diesel din această clasă cu un număr de cilindri de la 6 la 12, cu o capacitate de 30-35 mii kW. De exemplu, motoarele diesel de la MAN-Burmeister și Vine. Acestea includ motorina 60MS. Acesta este o traversă reversabilă în doi timpi, cu supapă de curgere directă și supraalimentare a turbinei.

Diesel de viteza medie sunt utilizate pe scară largă ca principalele motoare diesel ale SPP-urilor. Acestea sunt motoare în patru timpi cu presiune mare de supraalimentare, număr de cilindri de la 6 la 20 cu dispunerea cilindrilor în linie sau în formă de V, turația arborelui cotit 350…550 rpm. Această viteză a arborelui cotit, de regulă, nu vă permite să instalați un angrenaj direct pe elice. Prin urmare, se folosesc reductoare, conectate la motorul diesel prin cuplaje elastice. Resursele motoarelor și angrenajelor diesel îndeplinesc cerințele ridicate ale flotei maritime. În plus, masa totală a angrenajului diesel este de 2,0 ... 2,5 ori mai mică decât motoarele diesel grele cu turație mică.

Pe diferite nave, motoarele diesel cu turație medie ale următoarelor companii sunt utilizate pe scară largă ca motoare principale: MAN-Burmeister și Wein, Sulzer, Pilstik, MaK etc. Ele, ca și motoarele diesel cu turație mică, sunt operate cu combustibili grei. . Un exemplu sunt motoarele diesel cu turație medie.<40/54 фирмы «СЕМТ Пилстик», а также дизели фирмы «МаК» серии М601.

Motoare diesel de mare viteză (de mare viteză). greutate specifică medie. Acestea sunt motoare diesel în linie și în formă de V, cu o putere de 740 ... 4500 kW la o turație de 750 ... 1500 rpm. Astfel de motoare diesel sunt folosite pe nave cu deplasare limitată (remorchere, cisterne mici, traulere maritime, nave fluviale) și ca generatoare diesel principale pe nave cu propulsie electrică.

Motoare diesel marine ușoare de mare viteză de design complexÎn formă de V, X, H sau în formă de stea. Sunt realizate cu utilizarea pe scară largă a aliajelor de aluminiu pentru a obține o greutate minimă. Ele sunt utilizate pe navele cele mai de mare viteză care necesită dezvoltarea vitezei mari în centralele uşoare. De exemplu, pe navele cu hidrofoile, puterea motoarelor diesel în serie de acest tip ajunge la 3700 kW. Se disting prin diametre mici și un număr mare de cilindri (12…56). Acest tip de motoare are cea mai mică resursă și acesta este principalul lor dezavantaj.

5.3.1 Instalații diesel cu motoare cu turație mică.

Aspectul, greutatea, dimensiunile și costul instalației depind în principal de caracteristicile motorului principal, iar motoarele diesel cu turație mică sunt mari și grele. Prin urmare, ele sunt situate în partea de mijloc a sălii mașinilor. Cel mai adesea, astfel de motoare diesel sunt utilizate în instalații cu un singur arbore cu plasare în planul diametral al navei paralel cu planul principal sau cu o ușoară abatere de la linia arborelui elicei.

Instalațiile cu două arbori sunt mai puțin obișnuite, iar în practica construcțiilor navale există un caz cunoscut de construcție a unei nave containere cu trei arbori (Japonia) cu motoare diesel Mitsubishi de viteză mică. Această navă este echipată cu două motoare diesel cu o putere efectivă de 18,5 MW de-a lungul lateralelor și un motor diesel cu o putere efectivă de 26 MW de-a lungul liniei centrale.

Trebuie avut în vedere faptul că o instalație cu mai multe arbori este în multe privințe inferioară unei centrale cu un singur arbore în ceea ce privește masa, dimensiunile, complexitatea, costurile de capital, costurile de întreținere etc. puterea unor astfel de motoare diesel este de 70 MW cu Eficiență ridicată. De exemplu, motoarele diesel ale companiei Sulzer de tip RTA într-o versiune cu 12 cilindri.

Astfel, unitățile cu un singur arbore cu motoare diesel cu turație mică sunt cele mai eficiente.

5.3.2 Reductore diesel cu motoare de turație medie și mare.

Astfel de instalații sunt a doua ca răspândire și sunt utilizate pe navele maritime ale flotei de transport, tehnice, auxiliare și de pescuit, precum și pe navele de navigație mixtă (fluviu-mare) și pe navele fluviale.

Numărul de rotații ale arborelui cotit al motoarelor diesel cu turație medie (250 ... 750 rpm) depășește rotațiile admise ale elicei și, prin urmare, transmisiile de putere (mecanice, hidraulice sau combinate) sunt incluse într-o astfel de instalație diesel.

Setul de motoare și angrenaje principale instalate pe un cadru de fundație comun, cuplaje de conectare-deconectare sau cu arc se numește angrenaj diesel.

De regulă, unul sau două generatoare cu arbore sunt conectate la roți dințate, ceea ce complică schema de instalare, dar oferă un câștig în economie de combustibil pentru generarea de energie electrică atunci când motorul principal funcționează. Această soluție face posibilă, de asemenea, reducerea numărului de generatoare diesel ale centralei electrice ale navei și economisirea resurselor.

Reductoarele și cuplajele măresc greutatea (cu 25...60%) și dimensiunile (cu 30...50%) angrenajului diesel. Totuși, în general, acestea sunt de 1,2...2 ori mai puține decât instalațiile cu motoare diesel de turație mică. Dimensiunile unității cu motorină redusă practic nu diferă de dimensiunile instalației cu un motor diesel cu turație redusă. Cu toate acestea, acesta din urmă este de două ori mai mare.

Înălțimea redusă a motoarelor diesel de viteză medie le permite să fie utilizate pe navele care transportă încărcături lungi și care necesită treceri pe punte pentru vehiculele pe roți (de exemplu, nave cu manipulare orizontală a mărfurilor).

Din punct de vedere structural, principalele instalații cu motoare diesel de viteză medie și transmisii mecanice sunt cu una, două, trei și patru mașini, care sunt conectate la o singură cutie de viteze. Astfel de SPP-uri sunt cu un singur arbore și cu mai multe arbori.

În comparație cu instalațiile cu motoare cu turație mică, instalațiile luate în considerare prezintă o serie de avantaje:

Sala mașinilor unei nave cu motoare diesel de turație medie poate avea o înălțime mai mică, iar centrala electrică în sine poate avea greutate și dimensiuni mai mici;

Prezența unei cutii de viteze permite utilizarea motoarelor și a arborelui elicei la turații parțiale, ceea ce corespunde cu cea mai mare eficiență a elicei;

Caracteristicile operaționale ale instalației sunt mai mari datorită faptului că atunci când viteza navei scade, motoarele individuale pot fi oprite, iar cele rămase în funcțiune sunt utilizate mai eficient;

Defecțiunea unuia dintre motoare nu duce la oprirea navei, iar capacitatea de a dezactiva un motor defect vă permite să-l reparați în timpul călătoriei.

De remarcat, de asemenea, dezavantajele instalațiilor cu motoare de turație medie față de instalațiile cu turație mică:

Resursa unui motor diesel cu turație medie este mult mai mică;

Datorita costurilor energetice in cutia de viteze si cuplaje, randamentul mecanic este mai mic;

Funcționarea este mai dificilă din cauza numărului mare de cilindri diesel;

Aceste instalații au un nivel de zgomot crescut, ceea ce face necesară luarea unor măsuri suplimentare de izolare fonică, iar acest lucru duce la creșterea costului instalației.

Instalatii cu motoare diesel de mare viteza sunt utilizate pe navele de pescuit cu plasă-pungă ale flotei fluviale, remorchere portuare, nave de sprijin, bărci, hidroglisoare și hovercraft. Această clasă include motoarele cu o turație a arborelui cotit mai mare de 750 rpm. Prin urmare, un reductor pentru propulsie este utilizat în centrala electrică. De regulă, se folosesc transmisii mecanice, hidraulice, hidromecanice și electrice.

Motoarele diesel de mare viteză au indicatori de greutate și dimensiune mai mici decât cele cu viteză medie, costuri mai mici și mentenanță ridicată. Cu toate acestea, ele sunt inferioare eficienței, resurselor la viteză medie și necesită utilizarea de combustibil ușor (diesel).

Motoarele diesel de mare viteză sunt utilizate pe scară largă în instalațiile de transmisie a puterii. Acest lucru permite crearea de centrale electrice compacte, deoarece generatoarele diesel pot fi amplasate oriunde pe navă, inclusiv platforme și puntea superioară. Dacă există condiții pentru transferul puterii către elice în astfel de instalații, arborele poate fi renunțat.

SPP-urile cu motoare diesel de viteză medie și mare diferă între ele printr-o varietate de soluții de proiectare și aspect, care este determinată într-o măsură mai mare de tipul și scopul navelor. Ele folosesc mai des decât în ​​instalațiile cu motoare diesel de turație redusă mecanisme auxiliare atașate (generatoare electrice, compresoare de aer, pompe de combustibil, pompe de ulei, pompe de răcire, pompe de drenaj, pompe de stingere a incendiilor), iar acest lucru simplifică dispunerea sistemelor și reduce sarcină pe centrala electrică a navei. În același timp, mecanismele de suspendare (în număr mare) pot reduce fiabilitatea și mentenabilitatea instalației.

Tip document: Carte | PDF.

Popularitate: 1,60%

Pagini: 263 .

Dimensiunea fișierului: 25 Mb.

Limba: engleză rusă.

Anul publicării: 2008.

Scopul cărții este de a oferi asistență practică în studierea proiectării și funcționării principalelor MOD-uri de nave ale modelului MS cu diametre cilindrice de 50-98 cm, fabricate de MAN Diesel și licențiații săi. MAN B&W, împreună cu Vartsila, ocupă o poziție de lider în industria motorinei maritime.

Secţiunea I. MOD, etape de dezvoltare, caracteristici.
Secțiunea II. MAN - Motoare B&W din familia MC.
Secțiunea III. TO MOD - metode de creștere a eficienței operațiunii și a resurselor.
Secțiunea IV. Instrucțiuni oficiale de operare și întreținere pentru motoarele MAN B&W MC

Secțiunea I. Motoare cu turație redusă, tendințe de dezvoltare, caracteristici

Fiabilitate ridicată, durată lungă de viață, design simplu și eficiență ridicată (vezi Fig. 1.1) sunt semnele distinctive ale motoarelor cu turație mică. Acest lucru, precum și capacitatea de a furniza o putere totală mare (80.000 kW), determină predominanța acestora.
Clasa de motoare cu turație redusă include motoare diesel puternice în doi timpi, cu o turație de până la 300 rpm. Motoare în 2 timpi, deoarece utilizarea unui ciclu în 2 timpi în comparație cu un ciclu în 4 timpi permite, cu dimensiuni și rotații egale de cilindri, obținerea unei puteri de 1,4 -1,8 ori mai mare. Diametrul cilindrului este în intervalul 260 - 980 mm, raportul dintre cursa pistonului și diametrul cilindrului în motoarele modelelor timpurii a fost în intervalul 1,5-2,0. Cu toate acestea, dorința de a crește puterea prin creșterea volumului cilindrului fără a crește diametrul acestuia, precum și de a oferi condiții mai bune pentru dezvoltarea penelor de combustibil și, în consecință, de a crea condiții mai bune pentru formarea amestecului în camera de ardere prin creșterea înălțimii acestuia. , a dus la o creștere a raportului 3D. Tendința de creștere a S/D poate fi urmărită pe exemplul motoarelor Sulzer RTA: 1981 - TGA S/D = 2,9; 1984 - RTA M S/D= 3,45; 1991 - RTA T S/D=3,75; 1995 - RTA48 T S / D = 4,17.

Puterea cilindrică a motoarelor moderne cu turație redusă, în funcție de amestecul cilindrilor și de nivelul de forță, se află în intervalul 945-5720 kW la Pe = 18-18,6 bar (Sulzer hTA), 400-6950 kW la Pe = 18-19 bar (MAH ME și MS). Viteza de rotație este cuprinsă între 70 - 127 "min. Și numai la motoarele cu dimensiuni ale cilindrilor mai mici de 50 cm. n \u003d 129-250 1 \ min.

Este important de menționat că în anii 1950 și 1960, costul combustibililor era scăzut și era la nivelul de 23-30 USD/tonă și, prin urmare, sarcina de a obține eficiența maximă a complexului de motor și propulsor în ansamblu nu era predominant. Acest lucru poate explica faptul că alegerea orei - rotația motorului și, în consecință, arborele elicei, a fost determinată de constructorii de motoare fără a ține cont de eficiența elicei. În anii 1980, costul combustibililor a crescut de 10 sau mai multe ori. iar sarcinile de creştere a eficienţei funcţionării întregului complex de propulsie au ieşit în prim plan. Se știe că eficiența elicei crește odată cu scăderea vitezei de rotație, apropo, o scădere a vitezei de rotație a motorului contribuie și la o scădere a consumului specific de combustibil. Această împrejurare, la crearea motoarelor diesel moderne, este, fără îndoială, luată în considerare, iar dacă motoarele din generațiile timpurii nu aveau o turație mai mică de 100 rpm, atunci în noua generație de motoare intervalul de turații se află în intervalul 50-190. Scăderea puterii cu scăderea vitezei este compensată de o creștere a volumului cilindrilor datorită creșterii S / D și a unei forțări suplimentare a fluxului de lucru de supraalimentare. Presiunea medie efectivă a crescut la 19,6-20 bar. În prezent, motoarele cu turație redusă sunt produse de trei companii: MAN & Burmeister și Wein, Vartsila - Sulzer, Mitsubishi (MHI).

1. Sisteme de schimb de gaze ale motoarelor în doi timpi.

La motoarele diesel în doi timpi, spre deosebire de cele în patru timpi, nu există cicluri de umplere cu aer (aspirare) și curățare de produse de combustie (împingere de către piston). Prin urmare, procesele de curățare a cilindrilor de produse de ardere și de umplere a acestora cu aer au fost efectuate forțat la o presiune de 1,12-1,15 atm. Pentru comprimarea aerului au fost folosite pompe de captare cu pistoane.

Introducerea supraalimentării cu turbine cu gaz în motoarele în 2 timpi comparativ cu motoarele în 4 timpi a durat mult mai mult. Din acest motiv, presiunea medie efectivă a rămas la nivelul de 5-6 bar. iar pentru a crește puterea cilindrului și a agregatului, proiectanții au fost nevoiți să recurgă la creșterea diametrului cilindrilor și a cursei pistonului. S-au construit motoare cu D=980-1080 mm. iar cursa pistonului S= 2400-2660 mm. Cu toate acestea, această cale a dus la o creștere a dimensiunilor și a caracteristicilor de greutate ale motoarelor, iar utilizarea sa ulterioară a fost irațională. Motivele dificultăților în introducerea supraalimentării turbinelor cu gaz au fost că, într-un ciclu în 2 timpi, a fost nevoie de 20-30% mai mult aer pentru a efectua captarea cilindrilor, temperatura gazelor de eșapament, care este un amestec de ardere. produse și aerul de captare, a fost semnificativ mai scăzută, iar energia gazelor a fost insuficientă pentru a conduce GTK.

Abia în 1954. au fost construite primele motoare în 2 timpi cu supraalimentare cu turbină cu gaz, în timp ce, pentru a ajuta unitatea turbo, MAN și Sulzer au început să folosească cavități sub piston - vezi Fig. 1.2. După cum se poate observa din această figură, aerul de la turbocompresor prin răcitorul de aer 2 intră în primul compartiment al receptorului 3 și de acolo, cu pistonul urcând în sus prin supapele lamelă antiretur 4, în al doilea compartiment 5, și în spațiul de sub piston 6.

Când pistonul este coborât, aerul din cavitatea 2 este comprimat suplimentar de la 1,8 la 2,0-2,2 bari, iar când pistonul deschide orificiile de purjare, intră în cilindru.
În varianta luată în considerare, cavitățile de sub piston creează doar un impuls de presiune pe termen scurt în stadiul inițial de suflare, excluzând astfel injectarea gazelor din cilindru în receptor și, în același timp, crescând impulsul de presiune al gazelor. intrarea în turbina cu gaz, ceea ce contribuie la creșterea puterii acesteia. Presiunea din compartimentul 5 scade treptat, iar purjarea și încărcarea ulterioară a cilindrului au loc la presiunea creată de unitatea de umflare. În această perioadă, pentru a preveni pierderea încărcăturii de aer, supapa de reîncărcare închide canalul de evacuare.
Pentru a rezolva aceste probleme, compania MAN a recurs la soluții mai complexe de utilizare a cavităților sub piston, un număr de PPP-uri au fost conectate în serie cu HTC și un număr în paralel.

Este semnificativ faptul că dezvoltarea în continuare a presurizării turbinei cu gaz, creșterea productivității și eficienței turbinei cu gaz, creșterea presiunilor de supraalimentare și a energiei disponibile a gazelor de eșapament au făcut posibilă abandonarea cavităților sub piston în motoarele cu contur. scheme de schimb de gaze, deoarece suflarea și încărcarea cilindrilor cu aer a fost asigurată complet de turbina cu gaz.

De la bun început, motoarele Burmeister și Vine cu o schemă de schimb de gaz cu supapă cu flux direct nu au avut nevoie de cavități sub piston, deoarece energia de gaz necesară pentru turbina cu gaz a fost furnizată cu ușurință datorită deschiderii mai devreme a supapei de evacuare. Dar la pornirea motorului și la manevre, când turbina cu gaz practic nu funcționează încă, mai trebuie să apelezi la pompe centrifuge electrice.
Schemele de schimb de gaze ale motoarelor diesel în 2 timpi, în funcție de direcția de mișcare a fluxurilor de aer în interiorul cilindrului, sunt împărțite în două tipuri principale - contur și flux direct.

diagrame de contur. Datorită simplității lor, schemele de schimb de gaze în buclă au fost utilizate pe scară largă în motoarele diesel marine de viteză redusă produse până în anii 80 de MAN, Sulzer, Fiat, Russian Diesel și alții, iar gazele de eșapament deplasate de acesta în mișcarea lor descriu conturul cilindrul.

În primul rând, aerul de pe o parte a cilindrului se ridică, se rotește cu 180 ° la capac și coboară spre ferestrele de evacuare. Acesta este modul în care schimbul de gaze este organizat într-o schemă cu slot unidirecțional (buclă) a companiei MAN (A) sau într-o schemă similară a companiei Sulzer (B) (Fig. 1.3). Aici, pentru trecerea aerului și a gazelor, ferestrele sunt frezate într-un manșon pe o parte a ilpindrei. rândul de sus este evacuare (2), rândul de jos este purjare. Momentele deschiderii și închiderii lor sunt controlate de piston. Absolvențele se deschid mai întâi, în perioada de absolvire liberă, a cântat cu acțiunea unei geregale de presiune
(P - P "a_) produsele de ardere vor vedea tslgl * ^. Apoi, ferestrele de purjare se deschid, iar aerul de purjare se repedează înăuntru (pentru a deplasa produsele de ardere din cilindru prin ferestrele de evacuare deschise. În mișcarea sa, aerul circulă în jurul buclei, de aceea acest tip de purjare se numește buclă. Un semnificativ dezavantajul unui astfel de schimb de gaze la motoarele MAN KZ este prezența gazelor din cilindru în prăjitor la începutul purjării, când supapele de purjare tocmai se deschid:
La motoarele Sulzer, ferestrele de purjare ocupă o mare parte din circumferința cilindrului, prin urmare natura buclei a fluxului de aer este mai puțin pronunțată, există mai multă amestecare a aerului cu produsele de ardere deplasate de acesta (ang = 0,1 și fa = 1,62). Amestecarea este facilitată și de fluxul intens de aer în cilindru la începutul purjării datorită căderii mari de presiune create în acest moment de pompa cu piston, care este necesară pentru a preveni aruncarea gazelor în recipient la începutul epurarea. Pompa cu piston din motoarele din seria RD, în momentul în care ferestrele de purjare sunt deschise, crește presiunea din fața lor de la 0,17 MPa (presiunea de supraalimentare) la 0,21 MPa. La sfârșitul schimbului de gaze, pistonul care se ridică închide mai întâi ferestrele de purjare, dar ferestrele de evacuare rămân deschise și o parte din încărcătura de aer care a intrat în cilindru se pierde prin ele. Această pierdere este nedorită și compania a început să instaleze amortizoare rotative 3 în canalul din spatele ferestrelor de evacuare (Fig. 1.3. C). Sarcina căreia a fost să se asigure că după ce pistonul închide ferestrele de purjare, canalele ferestrelor de evacuare sunt blocate de amortizoare. La motoarele MAN au fost instalate și amortizoare similare, dar, spre deosebire de Sulzer cu o acționare individuală a amortizorului, amortizoarele MAN aveau o acționare comună și, din cauza defecțiunilor sale frecvente care au avut loc atunci când cel puțin un amortizor era blocat, compania a refuzat să instaleze amortizoare în modificările ulterioare ale motorului. În același timp, a fost necesar să se abandoneze pistonul scurt și să-l înlocuiască cu un piston cu o fustă lungă. În caz contrar, atunci când pistonul se ridică, aerul captat prin geamurile care se deschid cu el ar intra în sistemul de evacuare. O astfel de decizie, pe de o parte, a fost forțată, deoarece era asociată cu pierderea unei părți din tariful aerian. Pe de altă parte, purjarea cilindrilor s-a îmbunătățit și, cel mai important, aerul a dus cu el o parte din căldura preluată de pe pereții cilindrilor, în special în zona ferestrelor de evacuare. Pierderea de aer a fost compensată de o creștere a productivității turbinei cu gaz. Firma Sulzer, forțând motoarele, a trecut la o presurizare mai eficientă la o presiune constantă. Acest lucru a făcut posibilă creșterea cantității de aer care intră în cilindri și de acord cu pierderea unei părți din acesta la sfârșitul schimbului de gaze. La noile modele de motoare RND, RLA, RLB, prin analogie cu motoarele MAN, s-au scos și amortizoarele și au prelungit pragurile pistonului.

Circuite drepte. O trăsătură caracteristică a schemei de schimb de gaze o singură dată este prezența unui flux de aer direct de-a lungul axei cilindrului, în principal cu deplasarea strat cu strat a produselor de ardere. Acest lucru determină valori scăzute ale coeficientului gazelor reziduale y, = 0,05 - 0,07.

În trecerea de la schemele de schimb de gaze în buclă la fluxul direct, următoarele dezavantaje ale schemelor de buclă au jucat un rol decisiv:

♦ consum mai mare de aer pentru purjare, care crește odată cu creșterea impulsului și a densității aerului;
♦ distribuția asimetrică a temperaturilor la căptușeala cilindrului și la piston și, prin urmare, deformarea neuniformă a acestora - în zona orificiilor de evacuare temperatura este mai mare decât în ​​zona orificiilor de purjare;
♦ calitate mai slabă de curățare a părții superioare a cilindrului, mai ales cu creșterea înălțimii acestuia datorită creșterii raportului S\D.

Odată cu creșterea impulsului și necesitatea unei selecții mai devreme a gazelor la turbina cu gaz, care trebuia făcută prin creșterea înălțimii orificiilor de evacuare, companiile s-au confruntat cu o creștere a câmpurilor de nivel și de temperatură inegale ale bucșelor. și capete de piston, iar acest lucru a dus la zgârieturi mai frecvente în CPG și la apariția de fisuri în jumperii dintre ferestrele de evacuare. Acest lucru a limitat posibilitatea de a crește energia gazelor scoase de la GTK și, în consecință, de a crește productivitatea și presiunea aerului de încărcare.

Compania Sulzer s-a convins de acest lucru prin exemplul celor mai noi motoare cu scheme de schimb de gaze de contur RND, RND-M, RLA și RLB, producția lor a fost oprită și la noile motoare RTA cu un nivel mai ridicat de supraalimentare s-a trecut la direct. -scheme de schimb de gaze supapa de curgere - 1983.
Tranziția a fost facilitată și de dorința de a crește raportul dintre cursa pistonului și diametrul cilindrului; cu schemele de contur, acest lucru a fost imposibil, deoarece a înrăutățit calitatea purjării și curățării cilindrilor.

Respingerea schemelor de contur și trecerea la o schemă de schimb de gaze cu supapă cu flux direct a fost, de asemenea, efectuată de MAN. Burmeister și Wein, care au aderat în mod tradițional la schemele de schimb de gaze cu flux direct, au întâmpinat dificultăți financiare și MAN, pe baza acestui fapt, a dobândit o acțiune de control, a încetat să mai producă motoare diesel și, după ce a investit fonduri suplimentare în dezvoltarea unei noi game de modele MC , în 1981 și-a început producția.

În schema cu o singură trecere, ferestrele de purjare sunt situate în partea inferioară a manșonului uniform pe întreaga circumferință a cilindrului, ceea ce asigură secțiuni mari de curgere și rezistență scăzută a ferestrelor, precum și o distribuție uniformă a aerului pe secțiunea transversală a cilindrului. .
Direcția tangențială a ferestrelor 2 în plan contribuie la turbionarea fluxurilor de aer în cilindru, care se menține până în momentul injectării combustibilului. Particulele de combustibil sunt captate de vârtejuri și transportate în spațiul camerei de ardere, ceea ce îmbunătățește semnificativ formarea amestecului. Eliberarea gazelor din cilindru are loc prin supapa 1 din capac, aceasta este antrenată de la arborele cu came prin intermediul unei transmisii mecanice sau hidraulice.

Fazele de deschidere și închidere a supapelor sunt determinate de profilul camei arborelui cu came; la motoarele controlate electronic, pentru a le optimiza pentru un anumit mod de funcționare a motorului, acestea se pot schimba automat.

Avantajele schemelor unice:

♦ curățare mai bună a cilindrilor și pierderi mai mici de aer pentru curățare;
♦ prezența unei degajări controlate, datorită căreia se poate varia energia gazelor direcționate către turbina cu gaz;
♦ distribuția simetrică a temperaturilor și a deformațiilor termice ale elementelor CPG.

Locomotiva diesel și motoarele marine D100, precum și motoarele Doxford produse anterior, au o schemă de schimb de gaze cocurrent-lent. Pentru ei, o caracteristică caracteristică este amplasarea orificiilor de purjare și evacuare la capetele cilindrului. Ferestrele de evacuare sunt controlate de pistonul superior, în timp ce ferestrele de evacuare sunt controlate de cel de jos.

Din 1939, compania daneză Burmeister and Vine, împreună cu licențiații, fabrică motoare marine cu viteză mică, cu sistem de evacuare a supapelor cu flux direct, iar din 1952 - cu supraalimentare cu turbină cu gaz.

Flota autohtonă operează în prezent motoare din seriile VTBF, VT2BF, K-EF, K-FF, K-GF, L-GF, L-GFCA.

Motoare diesel tip VTBF

Motoare diesel tip VTBF

Dispunerea generală a motoarelor VTBF este prezentată în fig. 23 secțiunea transversală a motorului 74VTBF-160. (DKRN74/160), Acesta este un motor reversibil în doi timpi, cu cruce, cu supapă de curgere directă și supraalimentare cu turbină cu gaz în impulsuri.

Motorul este supraalimentat de turbocompresoare pe gaz Burmeister și Wein de tip TL680, care sunt instalate la fiecare doi-trei sau patru cilindri, în funcție de rândul de motoare.
Gazele de eșapament intră în turbină la o presiune variabilă cu o temperatură de aproximativ 450 ° C prin țevi individuale din fiecare cilindru, care au grile de protecție, care, în cazul ruperii inelelor pistonului, ar trebui să protejeze calea de curgere a gazului. turbină din resturi.

Motorul este asigurat cu aer in toate regimurile de la turatie maxima pana la porniri si manevre doar de un turbocompresor pe gaz datorita deschiderii anticipate a supapei de evacuare. Supapa se deschide la 87° -p. q.v. la BDC și se închide la 54 ° p. la. după NMT.
Ferestrele de purjare se deschid și se închid la 38° sc. înainte și, respectiv, după BMT. Deschiderea timpurie a supapei face posibilă obținerea unui impuls puternic de presiune, care asigură echilibrul puterii între turbină și compresor în toate modurile de funcționare, cu toate acestea, compania a instalat suplimentar o suflantă de urgență 9.

Purjarea supapelor cu flux direct la motoarele Burmeister și Wein se realizează în mod tradițional folosind o singură supapă cu diametru mare 1 situată în centrul capacului cilindrului 2.
Din acest motiv, pentru a distribui uniform combustibilul pulverizat pe tot volumul camerei de ardere, de-a lungul periferiei capacului 2 sunt instalate două sau trei duze cu aranjare unilaterală a găurilor de duză, care anterior avea o formă conică, care a făcut posibilă mutarea zonei slab răcite a joncțiunii capacului cu manșonul cilindrului 3 din zona camerei de ardere în sus.

Utilizarea unei astfel de scheme de purjare a făcut posibilă utilizarea unui design simetric simplu al unei bucșe cilindrice, în partea inferioară a căreia sunt amplasate ferestrele de purjare 6, distribuite uniform pe întreaga circumferință a bucșei. Axele canalelor care formează ferestrele de purjare sunt direcționate tangențial la circumferința cilindrului, ceea ce creează un turbion al fluxului de aer atunci când acesta intră în cilindru.
Acest lucru asigură curățarea cilindrului de produsele de ardere cu o amestecare minimă a aerului de purjare și a gazelor reziduale și, de asemenea, îmbunătățește formarea amestecului în camera de ardere, deoarece rotația încărcăturii de aer este menținută chiar și în momentul injectării combustibilului.
O configurație simplă și capacitatea de a asigura o deformare uniformă la temperatură a manșonului de-a lungul lungimii asigură condiții de funcționare favorabile pentru părțile grupului cilindru-piston.

Pistonul 4 al motorului are un cap de oțel din oțel molibden termorezistent și un portbagaj din fontă foarte scurt. Datorită locației periferice a duzelor, coroana pistonului are o formă semisferică.
Suflarea uniformă a coroanei pistonului cu aer rece în timpul suflarii a permis companiei să mențină răcirea cu ulei a pistonului la toate modelele de motoare. Utilizarea unui sistem de răcire a uleiului simplifică foarte mult atât proiectarea, cât și funcționarea motorului.
Pentru a îmbunătăți mentenabilitatea pistoanelor, inelele din fontă anti-uzură sunt instalate în canelurile inelelor de piston ale motoarelor VTBF și cele două modificări ulterioare. Când sunt uzate sau sparte, acestea sunt înlocuite. Acest lucru restabilește înălțimea inițială a canelurii.

După ce a efectuat construcția sudate a cadrului fundației și a barelor de carter, compania a încercat să folosească legături de ancorare scurtate în aceste motoare, trecând din planul superior al blocului cilindrului la marginea superioară a barelor de carter, în locul legăturilor de ancorare tradiționale lungi. .
Cu toate acestea, experiența de exploatare a arătat că, cu legături de ancorare scurte, rigiditatea necesară a scheletului nu este asigurată, prin urmare, în modelele ulterioare, au revenit la legăturile de ancorare lungi.

Motoarele VTBF au doi arbori cu came. Acționarea lor de la arborele cotit 8 este realizată de o transmisie valoroasă tradițională pentru MOD a companiei Burmeister și Wein. Arborele cu came superior antrenează 5 supape de evacuare, iar arborele cu came inferior antrenează 6 pompe de combustibil de înaltă presiune.

Inversarea arborilor cu came a supapelor de evacuare și a pompelor de combustibil se realizează folosind servomotoare cu culbutori cu angrenaje planetare montate în interiorul pinioanelor de antrenare. La mers înapoi, fiecare arbore cu came este blocat de o supapă de frână și rămâne staționar pentru un unghi predeterminat, pe măsură ce arborele cotit este rotit în noua direcție.
În acest caz, arborele cu came al pompelor de combustibil se dovedește a fi desfășurat față de arborele cotit cu 130 ° c.c. Pentru a reduce unghiul invers, arborii cu came sunt răsucite în direcții diferite.

Arborele cotit al motoarelor din această serie este compozit, adică atât manivela, cât și suporturile cadrului sunt presate în obraji. Rulmenții manivelei sunt lubrifiați prin canalele din gât și obraji.

De la rulmentul manivelei, uleiul curge prin orificiile bielei spre cruce, apoi spre lubrifierea lagărelor capului.

Alimentarea cu ulei de răcire a pistonului se realizează prin țevi telescopice prin cruce, apoi uleiul se ridică la piston de-a lungul spațiului inelar dintre tija pistonului și conducta de evacuare.
Uleiul uzat din piston este scurs printr-o țeavă situată în interiorul tijei pistonului, apoi de la traversă de-a lungul unui braț, al cărui capăt liber intră în fantele țevii de evacuare nemișcatoare, iar apoi uleiul intră în rezervorul de deșeuri. prin sistemul de conducte.

La motoarele Burmeister și Wein, se folosește în mod tradițional pompa de combustibil de înaltă presiune tip 7 bobine cu reglare la sfârșitul alimentării. La motoarele VTBF, liniile către ambele injectoare sunt conectate direct la capul pompei de combustibil.
Pompa nu are supape de livrare, iar unghiul de avans al alimentării cu combustibil este controlat prin rotirea camei în raport cu arborele cu came. Duzele acestor motoare sunt de tip închis, răcite cu motorină, presiunea de pornire a injecției este de 30 MPa. O trăsătură caracteristică a duzelor este etanșarea mecanică a acului.

Experiența în exploatarea motoarelor diesel de tip VTBF pe navele flotei interne a arătat că acestea se caracterizează prin următoarele defecte și defecțiuni: uzura intensă a bucșelor cilindrilor, slăbirea știfturilor pentru fixarea capului și a trunchiului pistonului, defecțiuni frecvente și uzură intensă. a segmentelor pistonului, formarea de fisuri sub gulerul de susținere al bucșei cilindrului, defectarea inelelor anti-uzură, crăparea și decojirea lagărelor capului și manivelei, arderea supapelor de evacuare, crăparea pieselor și înghețarea injecției pistonii pompei, defecțiuni frecvente ale duzei din cauza acelor suspendate, fisurarea pulverizatoarelor etc. Cu toate acestea, în general, motoarele au arătat o fiabilitate suficientă la un coeficient de utilizare a puterii 0,8-0,9.

Diesel tip VT2BF

Diesel tip VT2BF

Următorul model de motor, produs de companie din 1960, VT2BF, a păstrat principalele caracteristici ale modelului anterior: pompa de turbină cu gaz impuls 2, supapă de purjare cu flux direct, răcirea uleiului a pistonului, arborele cotit compozit 1, antrenare a arborelui cu came 4 etc. Cu toate acestea, în serii noi, presiunea medie efectivă a crescut de la 0,7 la 0,85 MPa, cu aproximativ 20%.
Pentru a crește puterea turbinei, faza de deschidere a supapei de evacuare 3 a fost mărită de la 140 la 148 ° c.c. Supapa de evacuare s-a deschis acum peste 92° c.c. la BDC și închis la 56 ° p. la. dupa ea.

Pentru a simplifica designul și a reduce greutatea motorului, compania a renunțat la utilizarea a doi arbori cu came. Începând cu acest model, un singur arbore cu came este utilizat pentru a antrena pompa de injecție și supapele de evacuare. Pentru a crește rigiditatea cadrului motorului, compania a revenit la legăturile de ancorare lungi 7 care se extind de la planul superior al blocului cilindric 5 până la planul inferior al cadrului de fundație 6.

Reversul arborelui cu came se realizează prin tura sa cu 130 ° c.c. spre spatele camelor supapei de evacuare, astfel încât compania a fost nevoită să folosească o came cu profil negativ pentru a antrena pompa de injecție.
În legătură cu o reducere bruscă a timpului de umplere a pompei, compania a instalat o supapă de aspirație în capul pompei de injecție. În plus, motoarele din această serie utilizează un mecanism excentric pentru modificarea unghiului de avans al alimentării cu combustibil (Fig. 26), care reglează presiunea maximă de ardere fără a opri motorul, ceea ce este un avantaj incontestabil al acestui design.

De la pompa de injecție, combustibilul este furnizat prin conducta de refulare către cutia de joncțiune, de la care conductele merg la injectoare. După ce a păstrat etanșarea mecanică a acului cu pulverizatorul, compania a coborât arcul duzei, reducând astfel masa pieselor în mișcare. Absența unei supape de presiune în sistemul de injecție cu o întrerupere puternică a combustibilului la sfârșitul alimentării a condus adesea la formarea de cavități de vid în conductele de combustibil de înaltă presiune, provocând fluxuri neuniforme ale ciclului prin cilindri.

Diesel de tipurile K-EF, K-FF.

Diesel de tipuri K-EF, K-FF

Motoarele păstrează supraalimentarea turbinei cu gaz cu impuls, schimbul de gaz cu supapă cu flux direct, răcirea cu ulei a pistonului și alte caracteristici ale motoarelor modelului anterior VT2BF. Dispunerea generală a motoarelor din această serie este prezentată în secțiunea transversală a motorului K84EF din fig. 27.
Au fost aduse unele modificări la designul motorului. În primul rând, aceasta se referă la detaliile camerei de ardere. După cum se poate observa din fig. 28, camera de ardere a motoarelor K98FF este plasată într-un capac tip capac.
Acest lucru a redus temperatura oglinzii cilindrice din partea superioară a manșonului, ceea ce a fost facilitat de răcirea centurii superioare a manșonului cu apă furnizată prin canale tangenţiale găurite în umărul de sprijin 4. Designul capacului a oferit suficientă rigiditate și rezistență. a capacului fără a crește grosimea pereților camerei de ardere, în ciuda faptului că diametrul cilindrului și presiunea Pz au devenit mai mari.
Grosimea părții superioare a manșonului a fost lăsată neschimbată datorită deplasării sale în jos în regiunea presiunilor inferioare ale gazului. Cu acest aranjament de părți ale camerei de ardere, partea superioară a pistonului iese din căptușeala cilindrului atunci când se află în poziția PMS.
Prin urmare, a devenit posibil să se abandoneze orificiile filetate pentru ramele din fundul pistonului, care sunt concentratoare de tensiuni, și să se utilizeze un dispozitiv utilizat în mod tradițional la motoarele MAN, sub forma unui guler, al cărui umăr intră în șanțul inelar în partea superioară a pistonului 5, pentru a demonta pistonul.

Pentru a asigura o îndepărtare suficientă a căldurii din fundul pistonului și rezistența sa mecanică, compania a păstrat grosimea anterioară a fundului, iar pentru a reduce deformațiile rezultate din presiunea gazului, a folosit o cupă de susținere 3; al cărui diametru este de 0,7 din diametrul cilindrului.
Se realizează astfel un echilibru al forțelor de presiune a gazului pe suprafețele centrale și periferice ale fundului pistonului, ceea ce face posibilă reducerea tensiunilor de încovoiere la punctul de tranziție al fundului către pereții laterali. Inelul cu arc Belleville 1 este utilizat pentru a fixa pistonul de tijă.
Datorită elasticității acestui inel, este prevăzută compensarea automată a uzurii pentru suprafețele de sprijin ale cupei de susținere, coroanei pistonului și tijei. Datorită acestor măsuri, a fost posibil să se mențină un nivel de temperatură acceptabil în detaliile grupului cilindru-piston, în ciuda creșterii presiunii medii efective datorată supraalimentării cu 10% în comparație cu motorinele VT2BP.

S-au făcut modificări semnificative la pompa de combustibil de înaltă presiune a motoarelor din această serie. Compania a renunțat la utilizarea unui mecanism excentric cu control al unghiului de avans al combustibilului și a folosit un manșon mobil pentru piston, a cărui poziție poate fi ajustată atunci când pompa este oprită folosind o transmisie mică. Când angrenajul de antrenare se rotește, un manșon intermediar este înșurubat pe capac, care servește drept opritor pentru manșonul pistonului.
Manșonul pistonului în sine este apăsat pe cel intermediar cu ajutorul a patru știfturi. Când reglați unghiul de avans al injecției de combustibil în timp ce motorul funcționează, alimentarea cu combustibil este oprită, știfturile de fixare a bucșei pistonului sunt slăbite și apoi, prin rotirea angrenajului dintat, bucșa de reglare este înșurubată sau deșurubată pe capul pompei, mutându-l la înălțimea dorită. În plus, compania a folosit o supapă de aspirație cu placă situată direct în pompa de injecție.

Combustibilul este furnizat în cavitatea de refulare prin spațiul inelar dintre carcasă și bucșa pistonului de jos în sus, ceea ce permite pompei să fie încălzită uniform atunci când funcționează cu combustibil greu. Un amortizor cu arc este utilizat pentru a amortiza undele de presiune generate în timpul întreruperii.

Diesel tip K-GF

Diesel tip K-GF

Compania a implementat îmbunătățirea designului motoarelor sale în procesul de reglare fină a motorului de bază K90GF și apoi a tuturor celorlalte motoare din această serie. Datorita supraalimentarii, puterea motorului a fost crescuta cu aproape 30% fata de modelele K-EF, presiunea medie efectiva a fost de 1,17-1,18 MPa cu o presiune maxima de ardere de 8,3 MPa. Acest lucru a dus la o creștere semnificativă a sarcinilor pe toate părțile cadrului motorului.
Prin urmare, compania a abandonat complet designul său anterior, format din rafturi separate în formă de A, și a trecut la o structură mai rațională, rigidă, sudată în formă de cutie, în care blocul inferior 8, împreună cu cadrul de fundație 9, formează spațiul mecanism de biela, iar blocul superior 7 formează cavitatea capului transversal împreună cu paralelele.

Această opțiune reduce numărul de conexiuni cu șuruburi, simplifică prelucrarea secțiunilor individuale și facilitează etanșarea etanșărilor. Pentru a îmbunătăți condițiile de lucru ale traversei 6, diametrul gâtului traversei sale a fost crescut semnificativ, care a devenit aproximativ egal cu diametrul cilindrului, iar lungimea lor a fost scurtată (până la 0,3 din diametrul gâtului).
Ca urmare, deformarea traversei a scăzut, presiunea asupra rulmenților a scăzut (până la 10 MPa), vitezele circumferențiale în rulmentul traversei au crescut oarecum, ceea ce contribuie la formarea unei pane de ulei. Simetria ansamblului traversei permite, în caz de deteriorare a gâtului, rotirea traversei cu 180 °.

Datorită nivelului ridicat de solicitări termice și mecanice în exploatare, s-au observat defecțiuni ale pieselor camerei de ardere: capace, bucșe și pistoane. Pentru a elimina aceste neajunsuri și în legătură cu nevoia de a forța în continuare motorul prin supraalimentare, Burmeister și Wein au decis să reproiecteze designul acestor piese.

Capacele turnate au fost inlocuite cu altele din otel forjat, sunt de tip semicap si au inaltime redusa. Pentru intensificarea răcirii, aproape de suprafața fundului de ardere au fost forate aproximativ 50 de canale radiale, prin care circulă apa de răcire.
De asemenea, în îngroșările curelelor de flanșă ale capacului 2 și bucșei 5 se realizează o serie de găuri tangenţiale, formând canale circulare pentru trecerea apei de răcire. Datorită răcirii intense a curelei superioare a manșonului, temperatura oglinzii cilindrului la nivelul inelului superior la poziția pistonului la PMS nu depășește 160-180°C, ceea ce asigură o funcționare fiabilă și crește durata de viață. ale segmentelor pistonului, precum și reduce uzura manșonului.
În același timp, compania a reușit să păstreze răcirea cu ulei a pistonului 3, al cărui cap a rămas aproximativ același ca în seria anterioară de motoare K-EF, dar fără inele de uzură.

Pentru a crește fiabilitatea supapei de evacuare (1), acționarea mecanică a acestei supape a fost înlocuită cu o acționare hidraulică, iar arcurile concentrice cu diametru mare au fost înlocuite cu un set de 8 arcuri.
Acționarea hidraulică transmite prin sistemul hidraulic forțele împingătorului pistonului 6, antrenat de came arborelui cu came, către pistonul servomotor care acționează asupra axului supapei de evacuare. Presiunea uleiului la deschiderea supapei este de aproximativ 20 MPa.
Operațiunea a arătat că acționarea hidraulică este mai fiabilă în funcționare, face mai puțin zgomot, asigură o uzură mai mică a tijei supapei datorită absenței forțelor laterale, ceea ce a crescut durata de viață a supapei la 25-30 mii de ore.

Datorită faptului că două până la trei injectoare au fost instalate pe fiecare cilindru al motoarelor Burmeister și Wein cu o supapă de curgere directă, fiabilitatea lor insuficientă a redus serios funcționarea fără defecțiuni a motoarelor.
Din acest motiv, designul duzelor a fost complet reproiectat (Fig. 33). La noua duză, combustibilul este alimentat printr-un canal central format prin găuriri în capul duzei, în tijă, în opritor și în supapa de presiune antiretur. Supapa de refulare în sine este situată în corpul acului duzei. Etanșarea tuturor îmbinărilor dintre piesele care formează canalul central pentru alimentarea cu combustibil se realizează numai datorită mărunțirii lor reciproce și a forței create ca urmare a interferenței în timpul asamblării duzei. Duza detașabilă este realizată din oțel de înaltă calitate.
Acest lucru vă permite să creșteți nu numai fiabilitatea pulverizatoarelor în sine, ci și capacitatea de întreținere a acestora. Duza nu are dispozitiv de reglare a presiunii de deschidere a acului. Testele experimentale ale unor astfel de injectoare pe motoare au arătat fiabilitatea lor ridicată.

Intensificarea răcirii capacului cilindrului în zona găurii duzei a făcut posibilă renunțarea la răcirea atomizorului. Amplasarea supapei de refulare în ac în imediata apropiere a duzei, pe de o parte, elimină complet posibilitatea injecției de combustibil și, pe de altă parte, garantează sistemul de alimentare de la spargerea gazelor din cilindru atunci când acul duzei atârnă.scurt și introduceți-le în găurile găurite direct în corpul de oțel al capacului.

Pe fig. 34 prezintă cel mai minunat motor cu pompă de acest tip. Designul său păstrează alimentarea cu combustibil a pompei prin golul inelar dintre bucșa pistonului și corp de jos în sus pentru încălzirea uniformă a perechii de piston la trecerea la combustibil greu, același principiu de reglare a începerii alimentării prin mișcare axială se folosește bucșa pistonului, supapa de aspirație este situată pe partea cavității de refulare etc. d.
Cu toate acestea, ținând cont de experiența de utilizare, a fost introdusă o etanșare specială pentru a reduce scurgerea de combustibil prin golul din perechea pistonului. Sina de control al avansului ciclic a fost mutată în partea inferioară a carcasei pompei.

Lansate pe piață în 1973, motoarele K-GF au fost proiectate pentru a satisface cerințele industriei construcțiilor navale, care se baza pe prețuri scăzute ale combustibilului și tarife mari de transport. Au predominat tendințele de creștere a capacităților agregate, ceea ce a făcut posibilă reducerea costurilor de producție pe unitatea de putere a motoarelor diesel produse.

Diesel din seria L-GF

Diesel din seria L-GF

Criza energetică a forțat Burmeister & Wein, precum și alte firme, să treacă la crearea de motoare cu un raport mare de S la D. Motoarele acestei serii au fost etichetate L-GF. O creștere a cursei pistonului a compensat o reducere cu 20% a vitezei de rotație și a permis menținerea puterii cilindrului la același nivel.

Multe componente ale motoarelor L-GF sunt complet identice cu cele ale motorului K-GF (Fig. 35): capac din oțel forjat 2 cu găuri pentru alimentarea cu apă de răcire, actuator hidraulic al supapei de evacuare 1, piston răcit cu ulei 3 , crucea 5, cadrul motorului etc. Partea superioară a manșonului 4 a fost scoasă din blocul cilindrilor și realizată sub forma unui guler de sprijin gros de înălțime considerabilă, în care au fost găurite canale tangenţiale pentru alimentarea cu apă de răcire.

Reducerea vitezei motoarelor cu cursă lungă a făcut posibilă creșterea diametrului elicei și, ca urmare, creșterea eficienței propulsiei cu aproximativ 5%. Testele motoarelor diesel construite au arătat că, cu un design cu cursă lungă, eficiența indicatorului motorului diesel crește, de asemenea, cu 2-3%, deoarece activitatea de expansiune a gazului este utilizată mai pe deplin.
Au fost confirmate avantajele schemei de schimb de gaze cu supapă cu flux direct, datorită căreia o creștere a înălțimii cilindrului nu a condus la o creștere a zonei de amestecare a aerului cu gazele reziduale, așa cum sa întâmplat la motoarele cu circuite de evacuare.

Diesel din seria L-GFCA. Păstrarea supraalimentării turbinelor cu gaz în impulsuri în motoarele L-GF nu a permis obținerea nivelului de eficiență cerut în condițiile crizei energetice. În acest sens, la sfârșitul anului 1978, Burmeister & Wein a testat primul motor izobar supraalimentat la banca fabricii, în care s-a atins un consum specific de combustibil de aproximativ 190 g/(kWh). Noua serie de motoare a primit denumirea L-GFCA.

Țevile de evacuare ale cilindrilor sunt conectate la galeria de evacuare comună 3 de un volum mare, prin urmare, parametrii de gaz aproape constanti sunt setați în fața turbinei 2. Trecerea la supraalimentare la o presiune constantă a gazului în fața turbinei a făcut posibilă creșterea eficienței turbocompresorului cu 8% și, prin urmare, îmbunătățirea alimentării cu aer a motorului în principalele moduri de funcționare.
În același timp, la sarcini reduse și la pornirea motorului, energia de gaz disponibilă în fața turbinei nu este suficientă, așa că în aceste moduri a fost necesară utilizarea a două suflante cu o capacitate de 0,5% din puterea totală a motorinei.

În legătură cu trecerea la creșterea constantă, nu a fost necesară deschiderea devreme a supapei de evacuare 4, datorită căreia un impuls puternic de gaze a fost furnizat cu un sistem de impulsuri.
În loc să se deschidă peste 90 ° c. la BDC, supapa a început să se deschidă la 17-20 ° c.c. mai tarziu. Profilul camei neschimbat a făcut posibil ca supapa să se închidă la fel de mult mai târziu, iar întreaga sa diagramă a secțiunii de timp a devenit mai simetrică în raport cu BDC.
Aparent, compania a mers să crească pierderea de sarcină în timpul schimbului de gaze, în primul rând pentru a reduce temperatura pistonului și mai ales a supapei de evacuare, a cărei temperatură depășea 500°C.
O scădere ușoară a presiunii la începutul compresiei face posibilă obținerea unui câștig suplimentar de putere (zonă //). Din acest motiv, dar și datorită creșterii presiunii maxime de ardere de la 8,55 la 9,02 MPa (zona ///) și creșterii duratei procesului de expansiune a gazului ca urmare a deschiderii ulterioare a supapei (zona //). ), presiunea medie a indicatorului din motorul L-GFCA a crescut comparativ cu motorul L-GF de la 1,26 la 1,40 MPa.

Creșterea eficienței motorului a fost realizată prin reducerea consumului specific de combustibil cu 7,5%, care a fost facilitată și de răcirea profundă a aerului de purjare.
Potrivit companiei, fiecare reducere cu 10°C a temperaturii aerului de evacuare a permis o reducere cu 0,8% a consumului de combustibil. Răcirea adâncă a aerului este asociată cu pierderea condensului de vapori de apă din acesta, care poate cauza uzura pieselor CPG. Această dificultate a fost eliminată prin instalarea separatoarelor de umiditate în răcitoarele de aer 1 (vezi Fig. 36), constând dintr-un set de plăci profilate. Picăturile de condens conținute în fluxul de aer sunt evacuate din plăci în sistemul de drenaj.

Compania a cercetat posibilitatea de a alege între utilizarea completă a puterii motorului încorporat și reducerea vitezei navei pentru o economie maximă de combustibil.

Ei au arătat că motoarele L-GFCA pot funcționa la o valoare constantă a presiunii maxime de ardere în intervalul de variație de putere de la 100 la 85% Nenom. (când motorul merge pe elice).
Rezultatele acestor studii sunt prezentate prin diagrama de calcul, a. Zona de moduri, în care este permisă menținerea valorilor nominale ale lui Pz, este limitată de figura 1-2-3-4-5. Lucrările în zona 1-6-2 sunt asociate cu depășirea valorilor nominale ale presiunilor specifice pe rulmenți.

Dacă este necesar să se utilizeze pe deplin puterea clădirii (adică, să se mențină viteza maximă), modurile de funcționare a motorului ar trebui să fie situate lângă granița 5-1-2-3.
Poziția specifică a punctului de regim va depinde de locația caracteristicii elicoidale reale. Dacă este necesar să se deplaseze într-un mod economic, punctul de regim ar trebui să fie situat mai aproape de granița 3-4-5. Orez. 38.6 arată că. în acest caz, consumul orar de combustibil va scădea datorită scăderii atât a puterii, cât și a consumului efectiv specific de combustibil (punctele A la B).

Motoare diesel tip L-GA

Motoare diesel tip L-GA

Primul model al motorului L-GA dezvoltat de compania comună MAN - „B și C” diferă de modificarea anterioară L-GFCA doar prin utilizarea turbocompresorului NA-70 dezvoltat de MAN.
Creșterea eficienței turbocompresorului de la 61 la 66% a redus consumul specific efectiv de combustibil cu 2 g/(kWh) la puterea nominală și cu 2,7 g/(kWh) la 76% Nenom. Deoarece la echiparea unui motor diesel cu un turbocompresor mai eficient, sarcina de a crește presiunea medie efectivă nu a fost stabilită, a fost utilizată o creștere a eficienței sale pentru a reduce energia disponibilă a gazului în fața turbinei datorită deschiderii ulterioare a evacuarii. supape. Acest lucru a făcut posibilă o utilizare mai largă a expansiunii gazelor în cilindrii diesel, ceea ce a sporit eficiența acesteia. Toți ceilalți parametri ai motorului L-GA au rămas la fel ca cei ai L-GFCA.

Eficiența ridicată a noilor turbocompresoare și deschiderea ulterioară a supapelor de evacuare au redus temperatura gazelor de evacuare din spatele turbinei cu 20-25°C. Ca urmare, a scăzut și producția de abur a cazanului de utilizare. Pentru a compensa parțial scăderea temperaturii gazului, s-a decis să se utilizeze turbocompresoare cu carcasă nerăcită de tip NA-70 de la MAN.

Diesel tip L-GB

Diesel tip L-GB

Modificarea L-GA a servit ca model intermediar în tranziția la motoarele diesel cu un impuls sporit și o eficiență mai bună a seriei L-GB. La aceste motoare, pe a fost crescut la 1,5 MPa, iar puterea cilindrilor a motoarelor diesel a fost crescută cu 13% (comparativ cu motoarele diesel L-GFCA). Consumul specific de combustibil a fost redus cu 4 g/(kWh) datorită utilizării unor turbocompresoare mai eficiente și creșterii Pz la 10,5 MPa. Datorită creșterii nivelului sarcinilor termice și mecanice, toate detaliile mișcării și CPG, precum și scheletul, au fost consolidate, deși aspectul general a rămas neschimbat în raport cu motoarele L-GFCA.

Pentru a îmbunătăți fiabilitatea supapei de evacuare, designul acesteia a fost reproiectat: arcurile au fost înlocuite cu un piston pneumatic care funcționează la o presiune a aerului de 0,5 MPa, un rotor este utilizat pentru a roti supapa, iar scaunul supapei este răcit prin găurire. canale.

Design nou al pistonului răcit cu ulei.

Pentru a menține automat o presiune constantă în domeniul de sarcină de la 78 la 110%, a fost utilizată o pompă cu bobină cu reglare mixtă. Configurația specială a marginilor tăiate 1 ale pistonului asigură o creștere a avansului de injecție cu o scădere a sarcinii motorului, menținând presiunea maximă de ardere la nivelul nominal.

Când sarcina scade sub 75%, momentul începerii curgerii prin pompă începe să scadă treptat, iar la aproximativ 50% din sarcină, presiunea Pz devine aceeași ca la pompa din proiectul anterior.

Diesel din seria L-GBE

Diesel din seria L-GBE

Simultan cu seria L-GB, MAN B&V a dezvoltat modificarea L-GBE îmbunătățită în ceea ce privește eficiența. Motoarele acestei modificări au aceleași dimensiuni de turație ca și motoarele L-GB, dar presiunea medie efectivă nominală este redusă la nivelul dieselurilor L-GFCA, menținând în același timp presiunea maximă de ardere la un nivel ridicat și un raport de compresie mai mare.

Pentru a reduce volumul camerei de compresie, sub călcâiul tijei pistonului sunt instalate garnituri speciale. Turbocompresoarele motoarelor diesel L-GBE au diferite dimensiuni ale pieselor de debit, respectiv dimensiunile ferestrelor de purjare și faza supapei de evacuare au fost modificate.
Există, de asemenea, diferențe în proiectarea pulverizatoarelor cu duze și a pistonilor pompei de injecție. Datorită creșterii automate a unghiului de avans al alimentării cu combustibil atunci când pistonul se rotește cu o scădere a puterii, diagrama de sarcină la pz=const se modifică ușor: linia caracteristicii elicoidale devine limita vitezelor mici, adică stânga. generatoarea zonei de valori pz constante. Ca urmare, această zonă se extinde semnificativ.

Model de dimensiuni mici L35GB/GBE (vezi tabelul 8). reproiectat. În legătură cu creșterea presiunii de ardere la 12 MPa, blocul cilindrilor din fontă este turnat, arborele cotit este forjat solid, designul mecanismului invers a fost modificat.

Diesel din seria L-MC/MCE

Diesel din seria L-MC/MCE

Următorul model al companiei MAN-„B și V” a fost un model cu cursă extra-lungă, cu un raport S / D = 3,0 - 3,25, care a primit marcajul L-MC / MCE. Datorită unei creșteri suplimentare a cursei pistonului și a unei creșteri simultane a Pz, consumul efectiv de combustibil specific al motorului L90MC/MCE a fost de 163–171 g (kWh). În efortul de a satisface cât mai deplin nevoile construcțiilor navale, compania MAN-"B și V" în 1985 a anunțat pregătirea pentru producerea a două modificări ale MOD S-MC / MCE K-MS / MCE (Tabelul 9). Modelele S-MC și S-MCE au un raport S/D=3,82 și asigură un consum record de combustibil scăzut de până la 156 g/(kWh),

Modelele K-MS și K-MCE cu S/D=3 au o viteză de rotație cu 10% mai mare în comparație cu motoarele similare ale modelelor L-MC/MCE, deoarece este proiectat pentru nave portacontainere și alte nave de mare viteză cu spațiul liber din spate nu, permite utilizarea elicelor cu viteză mică de diametru mare.

În motorul 12K90MS, poate fi furnizată o putere nominală de 54 mii kW.

Principalele soluții de proiectare utilizate de companie în motoarele diesel cu ultimele modificări au rămas neschimbate în raport cu motoarele diesel ale modelelor L-MC / MCE. cadrul de fundație 7 este sudat, în formă de cutie, cu grinzi transversale solide, înălțimea acestuia oferă o rigiditate mai mare. Un rezervor de aer de purjare din fontă solidă 1 este integrat cu cămășile de răcire ale blocurilor cilindri.

În bucșele cilindrului 6, temperatura este distribuită uniform, uzura la un consum redus de lubrifiere a cilindrului este mică. Capac cilindru 4-otel forjat, dispune de un sistem de canale gaurite pentru racire.

Pompele de combustibil tip bobină cu control mixt al debitului asigură un consum redus de combustibil. Supapele de evacuare 2 din capacele cilindrilor sunt actionate hidraulic si au un dispozitiv de rotire, ceea ce creste fiabilitatea cuplarii lor cu scaunele racite. Pistoanele 5 sunt răcite cu ulei.

Eficiența motoarelor a fost îmbunătățită prin utilizarea căldurii gazelor de eșapament într-un sistem turbocompus standardizat 3, care este disponibil în două versiuni: un turbocompresor cu un generator electric încorporat în toba de eșapament al filtrului de aer sau un turbogenerator de deșeuri. În acest caz, se poate da energie suplimentară elicei sau rețelei electrice a navei.

Primul motor controlat electronic de către MAN a fost creat pe baza modelului MC în 2003. În acest motor, compania a abandonat arborele cu came cu acționarea sa și a introdus controlul electronic: procesul de alimentare cu combustibil, controlul turației, înlocuirea regulatorului mecanic cu unul electronic, procesele de pornire și inversare a motorului, supapa de evacuare și lubrifierea cilindrilor.

crește

Supapele de injecție de combustibil și de evacuare sunt controlate de actuatoare hidraulice. Uleiul folosit in sistemul hidraulic este preluat din sistemul de lubrifiere cu circulatie, trecut printr-un filtru fin si comprimat la o presiune de 200 bari de pompe actionate de motor sau electrice (la pornire). În continuare, uleiul comprimat curge către acumulatorii cu diafragmă și de la aceștia către amplificatoarele de presiune de injecție de combustibil și pompele de antrenare hidraulică a supapei de evacuare. Din acumulatorii cu diafragmă, uleiul intră în supapele proporționale controlate electronic ELFI și ELVA, care se deschid sub influența unui semnal de la modulele electronice (CCU) instalate pentru fiabilitate pe fiecare cilindru.

Amplificatoarele de presiune de injecție sunt servomotoare cu piston în care un piston cu diametru mare este expus uleiului la o presiune de 200 bari, iar un piston cu diametru mic (plonjor), care este o prelungire a pistonului cu diametru mare, când se deplasează în sus, comprimă combustibilul. la presiuni de 1000 bar (raportul dintre aria pistonului servo și pistonului este de 5). Momentul în care uleiul intră sub pistonul servomotorului și începerea compresiei combustibilului este determinat de primirea unui impuls de control de la modulul electronic CCU. Când presiunea combustibilului atinge presiunea de deschidere a acului injectorului și injecția se oprește când presiunea combustibilului scade, aceasta din urmă este determinată de momentul în care supapa de control se închide și presiunea uleiului din servomotor este eliberată.

Este interesant:

Toate cele mai bune, mai tari și mai interesante videoclipuri YouTube sunt colectate pe bestofyoutube.ru. Urmăriți videoclipuri de pe YouTube și fiți conștienți de umorul modern.