ИЛЛЮСТРАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ К КУРСУ ЛЕКЦИЙ СЭУ И ИХ

ИЛЛЮСТРАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ К КУРСУ ЛЕКЦИЙ СЭУ И ИХ ЭКСПЛУАТАЦИЯ Преподаватель Стрек Я. М. 2011

Маркировка дизелей «Бурмейстер и Вайн» (Дания) МАН (ФРГ) ЧССР B V - V Z Z - - Т — для 4 -хтактных - - - Р U F D - R Крейцкопфный К - Т — для 2 -хтактных S K - Тронковый - - - T G - С газотурбинным наддувом Н A B A C PN С продувочным насосом - - - P - - С управлением выпуска - - - R - - Вспомогательный - - H H - - Судовой с реверсивной муфтой С - - - С редукторной передачей П - - - Дизель - D - - Нормальное отношение S/D - N - - Уменьшенное отношение S/D - L L - Приспособлен для работы на тяжелом топливе - S - - Судовой - - - L Левый - L - - - L Правый - R - - - P Двигатель СССР ГДР Четырехтактный Ч V M Двухтактный Д Z Бескомпрессорный - Реверсивный «Зульцер» (Швейцария)

Схема работы четырехтактного дизеля I такт Впуск II такт Сжатие 1 3 2 Ра = 0, 078 – 0, 093 МПа 2 Рс = 2, 7 – 4, 4 МПа III такт Рабочий ход 3 4 5 Рz = 5 – 8 МПа IV такт Выпуск 6 5 Рb = 0, 105 – 0, 125 МПа

Теоретическая диаграмма и круговая диаграмма фаз газораспределения четырехтактного дизеля Теоретическая диаграмма Круговая диаграмма фаз газораспределения 1 – 2 – впуск, 2 – 3 – сжатие, 3 – 4 горение, 4 – 5 – расширение, 5 – 6 – выпуск α 1 – угол опережения открытия впускного клапана, α 2 – угол запаздывания закрытия впускного клапана, α 3 – угол опережения открытия выпускного клапана, α 4 – угол запаздывания закрытия выпускного клапана, α 5 – угол опережения подачи топлива Vc – объем камеры сжатия, Vs – рабочий объем цилиндра, Va – полный объем цилиндра, Ра – давление в период впуска, Рс – давление в конце сжатия, Рz – максимальное давление сгорания

Теоретическая диаграмма и круговая диаграмма фаз газораспределения двухтактного дизеля Теоретическая диаграмма Круговая диаграмма фаз газораспределения Поперечно-щелевая и петлевая продувка Прямоточная продувка 1 – цилиндр, 2 – крышка цилиндра, 3 – форсунка, 4 – выпускные окна, 5 – ресивер, 6 – продувочные окна I –такт: “fe” – продувка, “ea” – выпуск, “ac” – сжатие II – такт: “cz” – горение, “zb” – расширение, “be” – выпуск, “ef” - продувка α 1 – угол опережения подачи топлива, α 2 – угол продолжительности выпуска, α 3 – угол продолжительности продувки

Диагностика двигателя по индикаторной диаграмме 1 2 4 Эталонная диаграмма Диаграмма неисправного цилиндра 3 5

Фундаментная рама Литая фундаментная рама тронкового двигателя а) Сварная фундаментная рама крейцкопфного двигателя б) а) 1 – патрубок отвода масла, 2 – отверстия для перетекания масла, 3 – поперечные перегородки, 4 – полки для крепления к фундаменту, 5 – стенка рамы, 6 – ребра жесткости, 7 – отверстия для крепления рамы к фундаменту, 8 – полка судового фундамента, 9 – отжимной винт, 10 – плоскость установки станины, 11 – рамовый подшипник, 12 – постель для рамового подшипника. б) 1 – поперечные балки, 2 – гнезда для анкерных связей, 3 – стулья вкладышей рамовых подшипников.

Рамовые подшипники NVD 48 L 275 7 1 - нижний вкладыш; 2 - постель рамы, 3 – шпильки, 4 - верхний вкладыш, 5 – крышка, 6 – масляный канал, 7 – втулка, 8 – внутренняя канавка, 9 – холодильник, 10 – бурт. 18 Д

Крепление рам к фундаменту

Станины, блок-картеры, несущие картеры, анкерные связи Станина коробчатой формы тронкового дизеля Блок-картер А-образная стойка крейцкопфного дизеля Несущий картер Анкерное крепление деталей остова дизеля

Обеспечение взрывобезопасности в картере Предохранительный клапан 1 – крышка, 2 – клапан, 3 – пружина, 4 - пламеотражатель Суфлер а, б – окна, 1 – крышка, 2, 7 – сетка, 3 – набивка из тонкой проволоки, 4 – фланец, 5 – перегородка, 6 – корпус

Цилиндры и блок-картеры Блок цилиндров дизеля 6 ЧСП 18/22 Блок-картер дизеля 6 ЧРН 32/48

Уплотнение втулок цилиндра двухтактного дизеля 1, 4 – резиновые кольца; 2, 5 – закладное кольцо из красной меди; 3 – выпускные окна; 6 – продувочные окна

Крышки цилиндров, головки дизелей 6 ЧСП 18/22 6 ЧРН 36/45 6 ЧСП 15/18

Крышка цилиндра двигателя NVD 24

Моноблок дизеля 12 ЧСПН 18/20

Устройства для перепуска воды

Самый большой дизельный двигатель в мире Wärtsilä-Sulzer RTA 96 -C дизельный двигатель с турбинным нагнетателем 14 цилиндров Выходная мощность 80 080 к. Вт или 108 920 л. с.

Самый большой дизельный двигатель в мире длина 26, 7 метров, высота 13, 2 метров В настоящее время компания рассматривает версию с 18 цилиндрами

Сборка прута поршня

Коленчатый вал

Поршни

"EMMA MAERSK" – Самый большой контейнеровоз в мире В сентябре 2006 г. , огромный дизельный двигатель с 14 цилиндрами был установлен на борт “Эммы Маерск, который перевозит на борту до 13, 5 тысяч контейнеров, его длина 400 метров.

Поршни а – NVD-48, б - 18 Д, в – 3 Д 6

Поршни

Охлаждение поршней а – 6 L 275 PN, б – ДР 30/50

Охлаждаемые поршни

Поршневое кольцо

Основные типы поршневых колец

Поршневые кольца

Насосное действие уплотнительных колец

Маслосъемные кольца

Поршневые пальцы

Способы фиксации поршневых пальцев

Шатун дизеля 6 ЧН 16/22, 5

Верхние головки шатунов

Нижние головки шатунов

Кривошипы коленчатых валов

Силы, действующие в КШМ

Маховик дизелей

Клапанный привод с нижним расположением распределительного вала 1 – коленчатый вал 2 – распределительный вал 3 – клапан 4 – пружина 5 – рычаг 6 – контргайка 7 – винт 8 – штанга 9 – ролик толкателя 10 , 11, 12, 13 – шестерни

Клапанный привод с верхним расположением распределительного вал 2 – распределительный вал 14 – головка дизеля 15 – промежуточный вал 16 – зубчатая коническая передача

Способы соединения составных распределительных валов

Распределительный вал дизеля 6 ЧРН 32/48 1 – шайбы впускных и выпускных клапанов; 2 – шпонка; 3 – гайка; 4 – замковая шайба; 5 – блок кулачных шайб пусковых золотников; 6, 7 – шайбы заднего и переднего ходов топливного насоса; 8 – бурт; 9 – втулка; 10, 11 – штифты; 12 – распределительный вал; 13 – винт; 14 – шлицевые пояса

Распределительный вал дизеля 6 ЧСПН 27, 5/36 12 – вал; 14, 16, 18 – винты; 15, 17 – блок кулачных шайб выпускных и впускных клапанов; 19 – муфта; 20 – кулачные шайбы топливного насоса; 21 – болты; 22 – стопорные пластины (накладки); а – отверстия.

Детали штангового клапанного привода 1 – направляющая втулка; 2 – штанга; 3 – верхний наконечник; 4 – регулировочный винт; 5 – контргайка; 6 – сферическая головка; 7 – вал; 8 – шпилька; 9 – стойка; 10 – нижний наконечник; 11 – упор; 12, 17 – толкатель; 13 – ролик; 14 – кулачная шайба; 15 – толкатель; 16 – головка

Клапаны среднеоборотных двигателей 1, 4 – неподвижная и подвижная фасонные шайбы; 2, 3 – пружины; 5 – рычаг; 6 – конические полукольца; 7 – втулка; 8 – стержень (шток); 9 – тарелка; 10 – регулировочный кран; 11 – корпус; 12 – отражатель; 13 – крышка цилиндра; а - канал

Клапан высокооборотного двигателя 1, 2 – пружины; 3 – упорная тарелка; 4 – замковая тарелка; 5 – шток; 6 – направляющая втулка; 7 – вставное седло

Теоретическая диаграмма и круговая диаграмма фаз газораспределения четырехтактного дизеля Теоретическая диаграмма Круговая диаграмма фаз газораспределения 1 – 2 – впуск, 2 – 3 – сжатие, 3 – 4 горение, 4 – 5 – расширение, 5 – 6 – выпуск α 1 – угол опережения открытия впускного клапана, α 2 – угол запаздывания закрытия впускного клапана, α 3 – угол опережения открытия выпускного клапана, α 4 – угол запаздывания закрытия выпускного клапана, α 5 – угол опережения подачи топлива Vc – объем камеры сжатия, Vs – рабочий объем цилиндра, Va – полный объем цилиндра, Ра – давление в период впуска, Рс – давление в конце сжатия, Рz – максимальное давление сгорания

Механизм газораспределения и его приводы Клапанный механизм газораспределения четырехтактного дизеля с шестеренным приводом Цепной привод распределительного вала малооборотного двухтактного двигателя

Типы продувок двухтактных дизелей Поперечно-щелевая Петлевая Прямоточнощелевая

Типы продувок двухтактных дизелей С эксцентричным расположение окон Односторонняя петлевая Прямоточноклапанная Прямоточная бесклапанная

Теоретическая диаграмма и круговая диаграмма фаз газораспределения двухтактного дизеля Теоретическая диаграмма Круговая диаграмма фаз газораспределения Поперечно-щелевая и петлевая продувка Прямоточная продувка 1 – цилиндр, 2 – крышка цилиндра, 3 – форсунка, 4 – выпускные окна, 5 – ресивер, 6 – продувочные окна I –такт: “fe” – продувка, “ea” – выпуск, “ac” – сжатие II – такт: “cz” – горение, “zb” – расширение, “be” – выпуск, “ef” - продувка α 1 – угол опережения подачи топлива, α 2 – угол продолжительности выпуска, α 3 – угол продолжительности продувки

Виды наддува

Виды динамического наддува

Виды механического наддува

Механический наддув

Схемы устройства двухроторных воздуходувок

Схема работы двухроторной трехлопастной воздуходувки

Схемы привода нагнетателей при наддуве воздуха а - приводная (механическая) воздуходувка; б) - газотурбинный компрессор

Принцип действия газотурбинного наддува

Схема двухступенчатого комбинированного наддува

Клапаны газораспределения Выпускной клапан с устройством для принудительного проворачивания - Ротокап Охлаждаемый выпускной клапан форсируемого среднеоборотного дизеля

Поршни Система охлаждения поршня двигателя 6 L 275 PN Поршень тронкового двигателя Отвод теплоты от днища поршня Без теплового барьера 1 – трубка, 2 – головка шатуна, 3 – сопло, 4 – днище поршня, а – канавка для масла. 1 – отверстия для сброса масла, 2, 8 – маслосъемные кольца, 3 – холодильник, 4 – бобышки, 5 – поршневой палец, 6 – ребра, подпирающие бобышки, 7 – экран, 9 – компрессионные кольца, 10 – днище поршня, 11 – отверстия для рымов. 1 – головка шатуна, 2 – втулка, 3 – пружина, 4 – стакан, 5 – трубка стока масла, а, б – каналы для масла, е – полость охлаждения. Система охлаждения поршня двигателя Г 70 -5 С тепловым барьером Двигатель «Зульцер» ZAC-40 Сферический палец, Традиционный палец вращающийся поршень

Основы процесса впрыска ps – давление впрыскивания p 0 – давление открытия форсунки 1. 2. 3. Предварительное впрыскивание, Интенсивное повышение давление (аккумуляторные сист. ), Ступенчатое повышение давления (сист. UPS), 4. 5. 6. Стандартное повышение давления 7. (традиционные сист. ), Мягкое падение давления 8. (рядный и распределительные ТНВД), Резкое падение давления (сист. UPS, UIS и Common Rail), Ранее дополнительное впрыскивание, Позднее дополнительное впрыскивание.

Формы камер сгорания Неразделенные камеры сгорания ДР 30/50 L 275 Камера Гессельмана Камера сгорания на дизелях фирмы Бурмейстер и Вайн Разделенные камеры сгорания Полуразделенная камера сгорания ЧСП 18/22 камера ЦНИДИ Предкамерное смесеобразование Вихрекамерное смесеобразование

Типы конструкций ТНВД Принцип действия рядного ТНВД Стандартный рядный ТНВД 1. 2. 3. 4. 5. 6. Гильза плунжера; Выпускное окно; Регулирующая кромка плунжера; Плунжер; Возвратная пружина плунжера; Траектория поворота плунжера вокруг оси рейкой (установка цикловой подачи); Рядный ТНВД с дополнительной втулкой Принцип действия индивидуального ТНВД с электромагнитным клапаном 7. Кулачковый вал привода плунжеров; 8. Дополнительная втулка; 9. Изменение хода плунжера до закрытия впускного окна за счет перемещения регулирующей втулки; 10. Подача топлива к форсунке. Х – активный ход плунжера 1. Распылитель форсунки; 2. Форсунка; 3. Магистраль высокого давления; 4. Электромагнитный клапан высокого давления; 5. Плунжер; 6. Кулачок ТНВД. Принцип действия насос-форсунки 1. 2. 3. 4. Кулачок привода ТНВД; Плунжер; Электромагнитный клапан высокого давления; Распылитель форсунки.

Распределительные ТНВД Принцип действия распределительного ТНВД с радиальным движением плунжеров и распределением топлива с помощью электромагнитного клапана 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Регулировка момента впрыскивания сдвигом кулачковой шайбы; Ролик; Кулачковая шайба; Радиальный плунжер; Электромагнитный клапан высокого давления; Камера высокого давления; Подача топлива к форсунке; Распределительный паз. Принцип действия распределительного ТНВД с аксиальным движением плунжера и распределением топлива с помощью регулирующей кромки 1. Траектория поворотов роликового кольца; 2. Ролик; 3. Кулачковая шайба; 4. Аксиальный плунжер-распределитель; 5. Регулирующая втулка; 6. Камера высокого давления; 7. Подача топлива к форсунке; 8. Распределительный паз. Х – активный ход плунжера.

Форсунки Принцип действия форсунки системы Common Rail Форсунка в состоянии покоя 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Форсунка открыта Магистраль обратного слива топлива; Катушка электромагнита; Якорь электромагнита; Шарик клапана; Камера управляющего клапана; Конус иглы распылителя; Отверстия распылителя; 8. Насос-форсунка с гидравлическим приводом Форсунка закрыта Дроссельное отверстие отвода топлива; 9. Магистраль высокого давления; 10. Дроссельное отверстие подачи топлива; 11. Поршень управляющего клапана. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Соленоид; Регулирующий клапан; Тарелка клапана; Подвод масла высокого давления; Гидропоршень; Плунжер; Подвод топлива; Игла форсунки Распылитель; Торец плунжера; Сверления; Кольцевая проточка.

Корпус форсунки Стандартная форсунка 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Уплотняющий конус; Резьба для центрального подсоединения магистрали высокого давления; Корпус форсунки; Гайка распылителя; Проставка; Корпус распылителя; Игла распылителя; Седло корпуса распылителя; Отверстие распылителя; Подвод топлива; Накидная гайка; Щелевой фильтр; Подсоединение магистрали обратного слива топлива; Канал обратного слива топлива; Регулировочная шайба; Канал давления; Нажимная пружина иглы распылителя; Нажимной штифт; Нажимной шип; Фиксирующий штифт. Штифтовый распылитель 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Бесштифтовый распылитель Упорная площадка задающая ход иглы; Кольцевая канавка; Игла распылителя; Корпус распылителя; Камера высокого давления; Нажимной поясок; Штифт; Отверстие распылителя; Выход седла; Подводящий канал; Заплечик распылителя; Буртик распылителя; Поверхность уплотнения; Нажимной штифт; Опора нажимного штифта. 1. Упорная площадка задающая ход иглы; 2. Фиксирующее отверстие; 3. Нажимной поясок; 4. Дополнительная направляющая иглы; 5. Стержень иглы; 6. Отверстие распылителя; 7. Вершина распылителя; 8. Корпус распылителя; 9. Заплечник распылителя; 10. Камера высокого давления; 11. Подводящий канал; 12. Направляющая иглы; 13. Буртик распылителя; 14. Поверхность уплотнения. FF – сила пружины; FD – результирующая сила давления топлива на нажимной поясок.

Корпус форсунки Двухпружинный корпус форсунки 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Корпус форсунки; Регулировочные шайбы; Нажимная пружина 1; Нажимной штифт; Направляющая шайба; Нажимная пружина 2; Нажимной стержень; Тарелка пружины; Проставка; Опорная втулка; Корпус распылителя; Гайка распылителя; Игла распылителя. h 1 – предварительный ход иглы; h 2 – основной ход иглы. Корпус форсунки с датчиком хода иглы 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Корпус форсунки; Датчик хода иглы распылителя; Нажимная пружина 1; Направляющая шайба; Нажимная пружина 2; Нажимной стержень; Гайка распылителя; Штекер соединения с блоком управления; Направляющий штифт; Контактный элемент; Катушка датчика; Нажимной штифт; Тарелка нажимной пружины 1. Х – глубина погружения нажимного штифта 12 в катушку

Пневматическая система ДАУ дизелей ЧРН 32/48 1 – регулятор; 2 – маховик; 3 – механическая передача; 4, 9, 10 – кулачки; 5, 6 – тяга; 7 – беспозиционный клапан; 8 – шайба наполнителя; 11 – вал управления; 12, 15, 19, 29, 34, 41 – трубопровод; 13, 16, 30 – блокировочный клапан; 14, 17, 42 – клапан разгрузки; 18 – золотник управления пуском; 20 – дроссельный клапан; 21 – главный пусковой клапан; 22, 25, 28, 33, 37 , 40 – клапана; 26 – гидравлический баллон; 27 – исполнительный механизм; 31 – трубопровод цепи управления; 32 – фильтр; 35 – реле скорости; 36 – редукционный клапан; 38 – пневмоцилиндр; 39 – защелка; 43 – тормозное устройство.

Условное обозначение сталей Буква А в конце марки - высококачественная сталь азот ( N ) - А алюминий ( Аl ) - Ю бериллий ( Be ) - Л бор ( B ) - Р ванадий ( V ) - Ф висмут ( Вi ) - Ви вольфрам ( W ) - В галлий ( Ga ) - Гл иридий ( Ir ) – И кадмий ( Cd ) - Кд кобальт ( Co ) - К кремний ( Si ) - C магний ( Mg ) - Ш (меньше серы и фосфора. ) Р – быстрорежущие, Е – магнитные, Ш – шарикоподшипниковые, Э – электротехнические марганец ( Mn ) - Г свинец ( Pb ) - АС медь ( Cu ) - Д молибден ( Mo ) - М никель ( Ni ) - Н ниобий ( Nb) - Б селен ( Se ) - Е титан ( Ti ) - Т углерод ( C ) - У фосфор ( P ) - П хром ( Cr ) - Х цирконий ( Zr ) - Ц

Легирующие элементы и их влияние на свойства стали Хром – твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионную стойкость; делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил. Никель – коррозионная стойкость, высокая прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость. Никель – дорогой металл, его стараются заменить более дешевым. Вольфрам – твердость и красностойкость. Вольфрам препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. Это дорогой и дефицитный металл. Ванадий повышает твердость и прочность, измельчает зерно. Увеличивает плотность стали, так как является хорошим раскислителем, он дорог и дефицитен. Кремний в количестве 1 -1, 5% Si увеличивает прочность, при этом вязкость сохраняется. При большем содержании кремния увеличивается электросопротивление и магнитопроницаемость. Кремний увеличивает также упругость, кислостойкость, окалиностойкость. Марганец при содержании свыше 1% увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности. Кобальт повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару. Молибден увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах. Титан повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерна, является хорошим раскислителем, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии. Ниобий улучшает кислостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях. Алюминий повышает жаростойкость и окалиностойкость. Медь увеличивает антикоррозионные свойства, она вводится главным образом в строительную сталь. Церий повышает прочность и особенно пластичность. Цирконий оказывает особое влияние на величину и рост зерна в стали, измельчает зерно и позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.