СЭУ. 1 вопрос Рабочий цикл 2х и 4х тактного двс
 Скачать 33.59 Kb.
|
|
1 вопрос Рабочий цикл 2-х и 4-х тактного ДВС. 4 тактный ДВС: Рабочий цикл осуществляется за 2 п.к.в., за 4 хода поршня, коэффициент тактности m=2 1 такт – ВМТ- НМТ всасывание впускной клапан, через который в цилиндр попадает свежий заряд воздуха, открыт. 2 такт НМТ – ВМТ сжатие, подача и начало сгорания (2-3 градуса) в зависимости от частоты вращения и частично от сорта топлива. 3 такт ВМТ - НМТ рабочий ход, сгорание топлива и расширение продуктов сгорания. 4 такт НМТ – ВМТ выпуск отработанных газов, Выпускной клапан открывается, после не доходя до ВМТ открывается Впускной клапан для продувки цилиндра ( угол перекрытия клапанов) 2 тактный ДВС Рабочий цикл осуществляется за 1 п.к.в., за 2 хода поршня, коэффициент тактности m=1 1 такт – НМТ – ВМТ Наполнение и продувка свежим зарядом воздуха, через продувочные элементы, после сжатие воздуха, подача топлива и начало сгорания. 2 такт – ВМТ – НМТ рабочий ход и продувка. 6 вопрос Силы и момент сил действующих в КШМ. Неравномерность вращения коленчатого вала. Способы уравновешивания. Силы действующие в КШМ: - давление газов в цилиндре (Pz) - силы инерции поступательных движущихся масс (Pj) - массы шатунно-подпоршневой полости цилиндра (Pnn) - трение в звеньях механизма (Pтр) Сила давления определяется из индикаторной диаграммы, также существует суммарная сила, которая представляет собой алгебраическую сумму сил действия газов и инерции поступательных движущихся масс. Она может быть разложена на силу действующего по оси шатуна и силу перпендикулярной по оси цилиндра. 7 вопрос Показатели работ двигателя. Виды характеристик. Одна из задач технической эксплуатации состоит в умении технически обоснованно выбрать режим работы двигателя применительно к конкретным условиям плавания, технического состояния судна и двигателя. Решение этой задачи требует знания, как характеристик двигателя, так и показателей, на основе которых оценивается его работа на том или ином режиме. Показатели работы двигателей условно могут быть подразделены на показатели энергетические, экономические и эксплуатационные К энергетическим и экономическим показателям относят эффективную и индикаторную мощность Ne и Ni, крутящий момент Ме, средние давления ре и рi частоту вращения п, удельные расходы топлива ge и gi. К эксплуатационным показателям относят давление и температуру 8 вопрос Нагрузочная и регуляторная характеристика. Нагрузочная характеристика – зависимость различных показателей работы двигателя от нагрузки его при постоянном числе оборотов вала. При работе двигателя по нагрузочной характеристике мощность его изменяется только за счет изменения среднего эффективного давления и среднего индикаторного давления происходит пропорционально изменению нагрузки двигателя. При отсутствии нагрузки, двигатель работает на холостом ходу. При изменении нагрузки, сохраняя число оборотов вала постоянным, мощность механических потерь двигателя примерно остается постоянной. Работа трения движущихся деталей главным образом зависит от скорости взаимного перемещения трущихся поверхностей и от величины давления газов за цикл, а потому при работе двигателя по нагрузочной характеристике работа трения мало изменяется. Работа, затрачиваемая на преодоление насосных потерь при изменении нагрузки двигателя, так же мало изменяется, так как скорость поступающего воздуха в цилиндры двигателя остается неизменной, а скорость выпускных газов при увеличении нагрузки двигателя возрастает не значительно. Регуляторная характеристика – При полной нагрузке, соответствующей нагрузочной характеристике, регулятор поддерживает орган управления в положении полной подачи топлива, поэтому двигатель работает по скоростной характеристике. При сбросе нагрузки, т.е. при переходе на новую характеристику сопротивления, автоматический регулятор передвинет орган управления в положение меньшей подачи топлива, соответствующей, например, скоростной характеристике. При дальнейшем сбросе нагрузке регулятор будет выбирать другие частичные скоростные характеристики, которые обеспечат установление новых равновесных режимов в допустимых пределах изменения частоты вращения. Следовательно, автоматический регулятор, перемещая орган управления, практически заменяет скоростные характеристики двигателя новыми, которые называются обычно регуляторными. 9 вопрос Внешняя и частичная характеристика. Внешняя характеристика – графическая или аналитическая зависимость показателей работы двигателя от частоты вращения при строго фиксированном положении органов управления. Частичная характеристика – соответствует работе двигателя при активном ходе плунжера, при которых мощность и среднее эффективное давление составляют лишь часть их полного значения на номинальном режиме. По частичной характеристике двигатель может работать без ограничений по времени, исключения режим минимальной частоты вращения. 10 вопрос Винтовые характеристики. Винтовые характеристики – зависимость параметров работы двигателя, нагружаемого гребным винтом от частоты вращения. Отсюда следует, что винтовая характеристика является совместной характеристикой двигателя и потребителя мощности – гребной вал. При использовании винта фиксированного шага изменение мощности двигателя от оборотов представляется в виде прямой зависимости Ne=Cnm Вид винтовой характеристики зависит от конструкции гребного винта, гидравлических условий работы гребного винта (состояние моря, осадка, глубина под килем, направление потока) и других факторов. Поэтому в эксплуатации гребной винт создает поле характеристик, ограничиваемое следующими винтовыми характеристиками: - При работе на швартовах или момент снятия с мели – наибольшая мощность - С оголенными гребными винтами – сброс нагрузки 11 вопрос Режим полного хода. При назначении режима полного хода нужно по отношению к номинальному режиму располагать определенным запасом мощности. Рекомендуется для высокофорсированных дизелей назначать режим полного хода исходя из максимальной длительной спецификационной мощности. Максимально допустимая мощность, которую может дать двигатель составляет 110% при n=103.3%. Гребной винт рекомендуется подбирать таким образом, чтобы его характеристика была на 2-3% легче винтовой характеристики. Запас по мощности необходим для того, чтобы сохранить частоту вращения гребного винта (n) 12 вопрос Режим экономической скорости судна. Экономичность рабочего цикла дизеля во многом зависит от давления Рz и Pi, чем выше отношение Рz/Pe, тем экономичнее цикл. Экономическая скорость – скорость, которая при наличии резерва ходового времени позволяет судну своевременно прибыть в порт назначения, обеспечивая максимальную экономию горюче-смазочных материалов. Однако должно соблюдаться условие, что длительная работа на таком режиме не приведет к снижению надежности двигателя. Основной критерий экономичности: путевой расход топлива. 13 вопрос Режим работы на волнении. При волнении работа двигателя носит неустановившийся характер, меняются во времени – скорость вращения, механические и тепловые нагрузки. Надежная работа двигателя при плавании штормовую погоду может быть обеспечена при существенном уменьшении мощности и скорости хода. 14 вопрос Режим работы двигателя на мелководье и узкостях. Считается что судно движется по мелководью если отношение глубины Н к осадке Т <15.При плавании в условиях мелководья сопротивление движению судна увеличивается и нагрузка на ГД растет. Винтовая характеристика приобретает более крутой характер (ТЯЖЕЛЕЕТ). При плавании по водным путям, имеющим относительно узкие (каналы и реки) на изменение сопротивлению движению судна влияет и дно и берега. 15 вопрос Режим работы на малых нагрузках. На малых нагрузках снижаются параметры воздуха в конце сжатия. Процесс сгорания топлива протекает вяло и медленно. Часть топлива не успевает сгорать. Плохое смесеобразование топлива с воздухом, обусловленное снижением давления впрыска топлива. Неустойчивая работа двигателя, пропуски вспышек, дымление, нагарообразование, образование промежуточных. Интенсивное загрязнение цилиндров и особенно выпускного тракта продуктами неполного сгорания, возгорания в выпускной системе. Предупредительные меры: избегать эксплуатацию двигателя на малых нагрузках. Следить за частотой выпускного тракта, подогрев наддувочного воздуха, гидропривод плунжера ТНВД, применение более эффективного ГТК. 16 вопрос Режим пуска, переходный режим разгона и прогревания. Движущий момент, создаваемый пусковым воздухом (Мдв) необходим для преодоления: момента инерции масс движущихся частей двигателя, валопровода и гребного винта, сил трения. Пусковые клапаны открывается при 2-6 град. После прихода поршня в ВМТ, закрываются через 90-110 (град). Переходные режимы разгона и прогревания. При пусковом разгоне двигателя разгоне и прогреве интенсивно повышается t и его деталей (в 1 очередь деталей ЦПГ) и охлаждающей воды, снижается вязкость смазочного масла и изменяются зазоры между сопрягаемыми поверхностями. Неравномерность прогрева деталей обусловливает появление в них высоких темпера. градиентов. Во избежание нежелательных последствий перед началом маневрирования двигатель по возможности прогревается на холостом ходу или на малой нагрузке, а затем доводят до полной. Мощным МОД имеющим большие массы требуется больше времени на подогрев. При прогревании избегать длительной работы на холостом ходу, т.к. это характеризуется сильным нагарообразованием цилиндров. 17 вопрос Техническая эксплуатация судна. Основные определения. Техническая эксплуатация направлена на безопасность мореплавания, сохранность человеческой жизни на море, предотвращение загрязнения окружающей среды и сохранность груза. Под технической эксплуатацией понимается деятельность обеспечивающая поддержание судов в исправном техническом состоянии для безаварийного и эффективного по назначению использования (ТЭ=ТИ+ТО+Р). Техническое использование – обеспечение работы судна, судовых технических средств, корпусных систем и конструкций (СТСиК). Техническое обслуживание-поддержание в эксплуатации судна СТСиК в исправном техническом состоянии. РЕМОНТ – восстановление исправного технического состояния судна и СТСиК и установленных технико-эксплуатационных показателей. Виды ремонта:1-плановый 2-аварийный. Все действия на судне должны фиксироваться в МЖ который заполняется вахтенным механиком. Надзор и контроль за судами: НАДЗОРЫ-технический, противопожарный, санитарный, за охраной труда, за безопасностью мореплавания, надзор и контроль со стороны судовладельца. 18 вопрос Подготовка двигателя и его систем к работе - Обслуживание во время работы. Подготовка дизельной установки к действию должна обеспечить приведение дизелей, обслуживающих механизмов устройств, систем и трубопроводов в состояние, гарантирующее их надежный пуск и работу. Подготовка дизельной установки к действию – производится вахтенным механиком. Подготовка дизеля к работе после разборки и ремонта - Под наблюдением механика, в заведовании которого находится дизель. Внешний осмотр двс - Все детали, узлы, уст-ва открытия, трубопроводы и тд. Они должны быть Установлены и надежно закреплены. Протечки и пропуски воды топлива масла и воздуха недопустимы. Присутствие посторонних предметов На ГД недопустимо. Подготовка систем пуска, продувки, наддува, выпуска-Давление и продувание, Компрессор, Стопорный клапан, продувание, Дренаж ресивера продувочного воздуха выпускных коллекторов подпоршневой полости, воздушных охладителей, турбокомпрессоров, Выхлопной тр-д, Подготовка топл. Системы-Спустить отстой, Топл. Фильтры, регуляторы вязкости, подогреватели топлива, расходомеры, Насосы, давление, пропуски, воздух, Сепаратор. Подготовка масл. Системы-Уровень масла, Подать масло в раб цилиндры, Масл. Фильтры и маслоохл. Подогрев маслa, Масл. Насосы, Подготовка сис-мы водяного охлаждения-подогреватели, Уровень воды в расширит цистерне, Насосы охл., Прогреть охл пресную воду. Подготовка валопровода-Посторонние предметы, Дейдвудный подшипник, Опорнo- упорный подшипник, Масло в редукторе, масл насос, Расширит муфта, Врш, Ур масла, Запустить насосы, Проверить изменения шага со всех постов управления. 19 вопрос Работа двигателя на режимах отдельных от основных 20 вопрос Основные неисправности двигателя при пуске и работе- при пуске гд сжатым воздухом колен вал не трогается с места или трогается с места не делая полного оборота – 1.Запорные клапана пуск системы. 2.Давление пуск воздуха. 3.Сис-ма управления. 4.Пусковое положение. 5.Элементы управления. 6.Системы пуска не отрегулирвана. 7.Неиспр эл-ты сис-мы ДАУ. 8.Нарушено газораспр. 9.Блок воздушный клапан впу. 10.Тормоз валопровода зажат. 11.Греб винт. 12.Замерзание воды в дейдвутном ус-ве 2:ДВС не переходит на топливо – 1.Топливо плохо поступает к тнвд 2.Воздух в топ –ве 3.Отдельные тнвд выкл-ны/неисправны 4.Топ-во поступает с большим запазданием 5.Тнвд откл-ны предельным регулятором 6.Заедание в мех-ме регулятора 7.Слишком вязкое топливо 8.Ре недостаточно 9.Дизель не прогрет 10.Контрольные краны для прокачки форсунок открыты /пропускают 11.Закрыты фильтры гтк 3. во время стреляют продохранительные клапаны - 1.Чрезмерная подача топ-ва при пуске 2.Неправильная отрегулирована затяжка пружин предохранит клапанов. 4. дизель не останавливается при переводе рычага на стоп - 1.Неправильная уст-ка нулевой подачи 2.Заклинивание реек тнвд 5.дизель не берет полные обороты : Обрастание, мелководье, встречный ветер, неисправность форсунок тнвд 6. падает ч/вр дизеля: 1. Задир 2.Вода в топливе 3.Заклиниваются плунжеры 4. газы в топ-ве 7 внезапная остановка: 1.Вода в топ-ве 2.Регулятор ч/вр сломан 3.Авар защита сработала 4.Бзк закрылся 5.Нет топлива в расх . цистерне 8 увел ч/вр:--- 1.Дизель пошел в разнос 2.Нагр Р продувочного возд 3.Выс температура продувочного возд 4.Возгорание в подпоршневом пространстве 9 стук в цилиндре:---1.Цилиндр перегружен 2.Большой угол опережения подачи топлива 3.Зазоры в головных/мотыльковых подшипниках 10 клапана стучат:----1.Большие зазоры в приводе клапана 2.Неисправность демпфера в приводе клапана 3.Пружина клапана сломана 4.Заедает шток клапана в втулке 21 вопрос Порядок приема и несения маш-вахты Принятие вахты-Вах. Мех не должен передавать вахту сменщику если последний не способен выполнить обязанности несения вахты. Получить информацию о состоянии тех средств наличие необх запасов характере выполнения работ условиях плавания распоряжениях стармеха и вах.пом, наличие противопожарных средств. Несение вахты-Каждый член вахты должен знать Свои обязанности, Внутрисудовую связь, Системы, Готовность к действию, Управление ресурсами мо, Работа по техн. обсл. Информированность и информирование ведение маш журнала 1 .ведется вахт мехом, он имеет право изменять и дополнять его, а стар мех и капитан дополнять 2 .записи проводятся в течении вахты, не реже чем раз в час 3. исправления 4 .стоянка в порту или якоре записыватся, название порта стоянки и готовности сэу, время пуска и остановки гд, режимы работы гд и информация о работе вспом мехов 22 вопрос Статическая регулировка двс - Обеспеч получения от дизеля требуемой мощности при равномерном распределении ее по цилиндрам высокой экономичности и надежности в работе Статическая регулировка Производится на неработающем двигателе по заводским инструкциям 1.Проверку и регулировку мех-ма газораспр 2.проверка и регулировка пускового воздухораспр 3.проверка и регулировка тнвд и форсунок 4.проверка и регулировка высоты и объема камер сжатия 5.проверка и регулировка лубрикаторов цилиндровой смазки 6.проверка и регулировка индикаторных приводов Динамическая регулировка двс - Обеспеч получения от дизеля требуемой мощности при равномерном распределении ее по цилиндрам высокой экономичности и надежности в работе Статическая регулировка Производится на неработающем двигателе по заводским инструкциям 1.Проверку и регулировку мех-ма газораспр 2.проверка и регулировка пускового воздухораспр 3.проверка и регулировка тнвд и форсунок 4.проверка и регулировка высоты и объема камер сжатия 5.проверка и регулировка лубрикаторов цилиндровой смазки 6.проверка и регулировка индикаторных приводов 23 вопрос Индицирование двс - Индикаторная диаграмма- графич. изображение зависимости давления в цилиндре от хода поршня Способы получения(снятия) индикаторных диаграмм 1.Индикатор с винтовой пружиной 2.Индикатор со стержневой пружиной3.Процессорный блок 4.Датчик положения коленвала 5.Датчики давление газов и топлива 24 вопрос схема газообмена 2х 4х тактных дизелей: 1 односторонняя целевая схема Man- недостаток наличия заброса газов из цилиндра в реверс в начале продувки Sulzer -недостаток большие перемешивания входящего в цилиндре воздуха с вытесняемым им продуктами сгорания Общ недостатки худшее кач-во очистки цилиндра больший расход воздуха на продувку ,несимметричное распределение t у втулки цилиндра и поршня. 1. прямоточно клапанная схема 2. прямоточно целевая схема Общее преимущества: лучшее кач-во газообмена и меньше потери воздуха на продувку, наличие управления 25 вопрос Смесеобразование. Камеры сгорания. Конструкция камер сгорания:1-калоризаторный двигатель,2-разделенные камеры сгорания 2.1-преднамеренное смесеобразование 2.2-вихревые камеры. 3-непосредственное впрыскивание. Разделенные камеры сгорания (преднамерен. смесеобр.) «+» сгорание при меньших значениях кф. избытка воздуха, качество смесеобр. Меньше зависит от кач-ва распыливания топ-ва. Меньше требований к топливной аппаратуре Р=200бар(давление впрыскивания).А МИНУСЫ : больше потери тепла через стенки камеры в охл. воду и затрудненный пуск при низких температурах окр.воздуха. Вихревые камеры (ее обьем 60%Vc) на такте сжатия заполняется воздухом и он внутри камеры приобретает вращат. движения,топливо впрыскивается во вращ. поток что и обеспечивает хорошее смесеобразование. Неразделенные камеры сгорания представляют собой – единый обьем и имеют простую. Соглсуются с направлением ,размерами и числом топливных факелов при впрыске двигатели с такими камерами имеют приличные эконом. показатели и хорошие пусковые качества. СПОСОБЫ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ:1-пленочное 2-обьемо-пленочное 3-обьемное . Факторы влияющие на качество распыливания топлива : 1-распыливание топлива форсункой зависит от физических свойств топлива и СКОРОСТИ топ-ва. 26 вопрос Процесс сгорания в цилиндре двигателя. Коэфф избытка воздуха. Степень повыш давления уоэф используемой теплоты. Процесс сгорания в процессе сгорания топлива происходит выделение теплоты пробразованное в движете в полезную механич работу, состовоспламенение и сгорание отличается физич факторами. В сотличии от идеального цикла, изменение термодин параметров зависимости от t и состава. Процесс сгорания рассчитывается исходя из 1кг сжигаемого топлива. 27 вопрос фазы сгорания топлива Первая фаза – период задержки самовоспл Ф2=f (р,т,цц,п) где p и t давл и темпер воздуха в камере сгорания в момент начала подачи топлива форсунок, эксперементально установлено, что Фi нелинейно зависит от давления и температуры и ц4. Увелич давле темп и цц приводит к сокращению Фi и наоборотв зависимости от этих факторов период задержки самовоспл в судовых дизелях составляет MOD 3/6 п к в COD 5/15 п к в В высокой BOD Фi может достигать 20 градусов Вторая фаза – фаза быстрого сгорания топлива начинается в точке НВС и завершается в момент достижения макс давления газов в цилиндрае. Первые очаги пламени возникают в мех газах факела распыленного топлива, где конструкция паров топлива близка к стехиометрической, т е локальный кф избытка воздуха бликов =1) самовспл топлива носит много очаговый характер. Сгорание топлива происходит по законам химической кинетики с очень высокой скоростью. Интенсивность сгорания во второй фазе оценивают средней скоростью нарасжатия давления сгорания 3 фаза длится до мометра достижения Pz в цилиндре до полного сгорания топлива продолжительность 3 фазы в MOD и COD составляет 30-40 п к в. Подаче топлива в 3 фвзе еще плодалжатеся в камере сгорания распологаются горящие факелы достижение своего максимального размера. 28 вопрос процесс расширения в цилиндре двигателя характера теплообмена Подвод тепла к рабочему телу в канале процесса расширения обуславливает повыш. давл относит линии адиабатного расширения Показатель политропы в упрощенных расчетах так его принимают из рекомендуемых диапазонов 1,2/1,3 для Mod и COD, с охл. поршнями для BOD =1,1/1,25 температура раб тела в конце расширения составляет 900-1100к для современных высокофорсированных дизелей H=9-1200h теплоотдача в стенки происходит в течении всего процесса расширения тепловой расчет двигателя завершения тепловой расчет двигателя завершается определением показателей и построением индикаторной диаграммы 29 вопрос энергетические показатели работы двигателя Действительная диаграмма- индикаторная диаграмма полученная непосредственно с раб двигателя. индикаторная мощность- мощность, развиваемую газами внутри цилиндра В 2ух т двигателе вся площадь индикаторной диаграммы представляет собой полезную индикаторнуб работу Среднее инди давление условное построенное давление при котором за один раб ход поршня совершается полезная индикаторная работа цикла. Оно отражает эффективность использования рабочего объема цилиндра, оно определяется для анализа факторов оказывающих влияние на среднее индикат. давление с помощью уравнения Стечкина Индикаторная мощность(Ni)- мощность двигателя соотв индикаторной работе цикла (кВт) Определение индикаторной мoщности по путям обработки индикаторных диаграмм. экономические показатели работы двигателя Индикаторная кпд Мех кпд Эффективный кпд Расход топлива Часовой расход Удельный расход Инд кпд учитывающий всю сумму потерь теплоты при осущ.раб цикла Мех кпд учитывает все мех потери в двигателе Nнас мощность насосных ходов в 4х т двигателе Nвсп мощность затрачиваемая на привод навешенных мех-ов и насосов (1,5-3%) Nпр мощность затрачиваемая на привод продув. насоса или навешенного на двигатель наддувочного агрегата Мех кпд- явл величиной переменной для 2х т 0,86-0,93 четырехтактного 0,85-0,95 Эфф кпд – кф. учитывающий все потери в двигателе Расход топлива кч/ч 30 вопрос тепловой баланс двигателя. Утилизация теплов. потерь Тепл баланс- распределение теплоты выделяющейся при сгорании топ-ва в дизеля на отдельные составляющие, теплоту, так и ее потери. Ур-ние теплоты баланса=(QhGh = 3600 Ni+Qохл+Qгаз ).Тепло потери: 1-50% на греб винт 2- 26%- на q-охл 3-примерно 4% на горячую воду,4-примерно 2% на эл.энергию. 38Вопрос: опр.мощности ДВС по инд.диаграмме. Инд.диаграмма- графич изображение зависимости давления в цилиндре от хода поршня(обьема цилиндра) . Приборы и способы для снятия тонких диаграмм: 1.Индикаторы с винтовой и стержневой пружинами 2.Датчик положения коленвала 3.Процессорный блок 4.Датчик газов и топлива |