Типы ДВС. лекция №1. Лекция 1 Введение Определение сэу, элементы сэу
 Скачать 28.95 Kb.
|
|
Лекция № 1 - Введение - Определение СЭУ, элементы СЭУ - Судовые ДВС, классификация, конструкция, область применения ВВЕДЕНИЕ Одним из основных векторов развития как транспортного, так и промыслового флота является тотальная экономия, которая идёт по двум направлениям: 1.Сокращение расходов на горюче-смазочные материалы (ГСМ) и запасные части (ЗИП). 2. Сокращение расходов на экипажи. Сокращение расходов на ГСМ и ЗИП достигается за счёт снижения проектной скорости судов и соответственно снижение мощности главного двигателя (ГД). Если раньше суда проектировались под скорость 15-17 узлов, то сейчас это 12-13 узлов. Уменьшение скорости на 20% даёт экономию ГСМ на 40%. Кроме этого, стоимость ЗИПа тем меньше, чем меньше мощность ДВС. Снижение расходов на экипаж идёт по пути снижения численности экипажа за счёт внедрения автоматики, особенно в машинно-котельных отделениях (МКО). Если раньше в штате МКО было 15-20 человек, то сейчас на судне с таким же дедвейтом экипаж 3-5 человек. Там, где мощность ГД менее 3000 квт в штате МКО обычно 1 механик. Перераспределяются традиционные (до недавнего времени) обязанности членов экипажа. На судоводителей накладываются дополнительные обязанности: 1.Контроль за работой СУЭ ввиду отсутствия вахты в МКО. 2.Проведение балластных операций при погрузке-выгрузке в порту. 3.Умение запускать, управлять, останавливать главный и вспомогательные двигатели, если на судне 1 механик (это требование ISM -кода, и PSC) В случаях если мощность ГД менее 750 квт (ни механиков, ни мотористов не предусматривается) судоводители занимаются и техническим обслуживанием СЭУ (замена масла, фильтров, и т.д.) Таким образом, знание СЭУ судоводителями является важнейшим элементом, как и для безаварийной работы судна так и для успешного продвижения по службе Определение СЭУ СЭУ это - комплекс технических средств для обеспечивания: - движения судна - выработки электрической, тепловой, механической энергии и обеспечение ими всех потребителей в целях безопасного и эффективного функционирования судна в соответствии с его типом и назначением. Элементы СЭУ СЭУ состоит: - Главная энергетическая установка (пропульсивная установка) - Вспомогательная энергетическая установка - Электроэнергетическая система Главная энергетическая установка состоит: - Главный двигатель - Технические средства передачи энергии на гребной винт - Обслуживающие ГД системы (ДАУ охлаждения, масленая, топливная и т.д.) Вспомогательная энергетическая установка состоит: - Вспомогательные двигатели - Котлы, опреснители - Обслуживающих их систем, а также общесудовых систем. Электроэнергетическая система состоит: - Генератор - Электродвигатели - Распределительные щиты - Кабельные трассы, электрозащитное и измерительное оборудование и т.д. Судовые ДВС, классификация, конструкция, область применения На современном флоте (кок транспортном так и промысловом) в большинстве случаев устанавливают дизельные двигатели. Турбины (паровые, газовые) используют очень редко. Единственным преимуществом является большая агрегатная мощность, поэтому турбины устанавливают на судах, где требуется мощность более 50000 квт. Таких судов 3-5% от общего количества. На остальных 95-97% судов используют дизельные двигатели, из-за их преимуществ перед турбинами: -Высокий КПД (40-45%) и соответственно низкий удельный расход топлива (160-180 гр/квт.час) -Большой моторесурс (15000-30000 часов) -Высокая готовность к действию -Небольшое время для подготовки дизеля к работе (max-1час) -Относительно низкая стоимость -Требуется небольшая численность персонала для обслуживания. Дизельные двигатели классифицируются: 1.По принципу работы (см. рис. №1): - Четырёхтактные - Двухтактные 2.По конструкции (см. рис. №2,3): - Тронковые - Крейцкопфные 3.По наддуву: - Атмосферные - С наддувом 4.По возможности реверса: - Нереверсивные - Реверсивные 5.По скорости вращения: - Малооборотные (100-200 об/мин) - Среднеоборотные (200-1000 об/мин) - Высокооборотные (1000-2000 об/мин) Принцип работы четырёхтактного дизеля (см. рис. №1) Такт – ход поршня от верхней мёртвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) или наоборот. Это соответствует половине оборота коленчатого вала. Первый такт – всасывания - Поршень движется от ВМТ к НМТ, при этом: - всасывающий клапан - ОТКРЫТ - выхлопной клапан – закрыт Происходит всасывание воздуха в цилиндр. Второй такт – сжатие - Поршень движется от НМТ к ВМТ, при этом: - всасывающий клапан - закрыт - выхлопной клапан – закрыт Происходит сжатие воздуха до давления 40-60 Bar и рост температуры воздуха до 400* Третий такт – рабочий ход - Форсунка впрыскивает топливо в цилиндр, топливо загорается, нарастает давление газов до 200 Bar и температура до 1400С*, газы толкают поршень вниз от ВМТ к НМТ, при этом: - всасывающий клапан - закрыт - выхлопной клапан – закрыт Происходит рабочий ход, совершается полезная работа. Четвёртый такт – выхлоп- Поршень идёт вверх от НМТ к ВМТ, при этом: - всасывающий клапан - закрыт - выхлопной клапан – ОТКРЫТ Происходит выталкивание газов в выхлопной ресивер при температуре до 500С*. Таким образом, полный цикл четырёхтактного дизеля происходит за четыре такта или 2 оборота коленчатого вала. Принцип работы двухтактного дизеля (см. рис. №2) В двухтактном дизеле газообмен в цилиндре происходит, когда поршень находится в районе нижней мертвой точке (НМТ). Воздух из продувочного ресивера под давлением через открытые окна цилиндровой втулки заполняет цилиндр вытесняя отработанные газы в выхлопной ресивер. Первый такт – сжатие - Поршень движется вверх от НМТ к ВМТ, при этом: - поршень закрывает собой окна в цилиндровой втулке, потом начинается сжатие воздуха до давления 30-50 Bar, температура при этом повышается до 300С*. Второй такт – рабочий ход - Форсунка впрыскивает топливо в цилиндр топливо загорается, от горячего воздуха, нарастает температура газов до 1200С* и давление до 100 Bar. Газы толкают поршень вниз от ВМТ к НМТ совершая полезную работу. При этом: поршень при переходе к НМТ открывает собой выхлопные окна, газы под остаточным давлением выходят в выхлопной ресивер. Потом, при дальнейшем движении вниз, поршень открывает продувочные окна и воздух из продувочного ресивера заполняет цилиндр вытесняя отработанные газы в выхлопной ресивер. Таким образом, полный цикл двухтактного дизеля проходит за 2 такта или 1 оборот коленчатого вала. Область применения 2-х тактных и 4-х тактных дизелей -Двухтактные, крейцкопфные, малооборотные, реверсивные двигатели с наддувом применяются в качестве Главных двигателей (ГД) с прямой передачей на винт фиксированного шага (ВФШ). -Двухтактные, тронковые, среднеоборотные, реверсивные двигатели с наддувом применяются в качестве ГД с редукторной передачей на ВФШ. - Двухтактные, тронковые, высокооборотные, нереверсивные двигатели с наддувом применяются в качестве дизель – генераторов в судовых электрических станциях. -Четырёхтактные, тронковые, среднеоборотные, реверсивные двигатели с наддувом применяются в качестве ГД, с редукторной передачей на ВФШ. -Четырёхтактные, тронковые, среднеоборотные, нереверсивные двигатели с наддувом и без наддува применяются в качестве ГД с редукторной передачей на винт регулируемого шага (ВРШ), а также в качестве дизель-генераторов в судовых электрических станциях. -Четырёхтактные, тронковые, среднеоборотные, нереверсивные двигатели с наддувом и без наддува применяются в качестве дизель-генераторов в судовых электрических станциях. |