Особенности конструкций четырехтактных

Судовых двигателей

Поперечный разрез дизеля SEMT Pielstick PC4 изображен на рисунке 3.1. Характерной особенностью является применение четырех клапанов , охлаждение бурта цилиндровой втулки.

Рисунок 3.1 – Поперечный разрез дизеля SEMT Pielstick PC3V

Поперечный разрез двигателя L40/54 (MAN&B.W.) изображен на рисунке 3.2.

Двигатель приспособлен к работе на тяжелом топливе с вязкостью до 700 сСт. Блок цилиндров жесткой моноблочной литой конструкции со сквозными стяжными анкерными связями от подвесного коренного подшипника до верней кромки остова. Крышки крепятся стяжными анкерными связями. Индивидуальный корпус цилиндра гарантирует малую деформацию втулки толстостенной конструкции, имеющей интенсивное охлаждение в верхней зоне путем специальной трассировки охлаждающей воды по каналам. Применены сборные поршни с упрочненными кольцевыми канавками, уменьшенным зазором между юбкой поршня и втулкой и плазменным покрытием первого компрессионного кольца.

Применена более совершенная топливовпрыскивающая аппаратура, обеспечивающая высокое значение максимального давления сгорания на всех режимах, рост скорости подачи и давления впрыскиваемого топлива. Используются распылителя с уменьшенной камерой под конусом иглы.

Рисунок 3.2 – Поперечный разрез двигателя L40/54

В модернизированном двигателе L46/60В для уменьшения образования NO_x осуществляется более раннее закрытие впускных клапанов («Мюллер-процесс»).

В среднеоборотном двигателе (СОД) Sulzer ZA40S применена сферическая конструкция поршневого подшипника и приводного механизма, в результате чего поршень совершает медленное вращательное движение вокруг своей продольной оси, что позволяет уменьшить износ поршня со стороны действия нормальной силы, избежать местные перегревы втулки, улучшить смазку и приработку колец.

Двигатель L48/60, изображенный на рисунке 3.3, имеет те же конструктивные особенности.

Рисунок 3.3 – Поперечный разрез двигателя L48/60 (MAN&B.W.)

СОД фирмы «Вяртсиля» также используют совместные технические решения (разгруженные от механических напряжений юбки поршня, охлаждение поршня взбалтывание масла или струйным охлаждением с последующим поступлением его в поршневую канавку, высокий охлаждаемых бурт втулки цилиндра, комбинированный наддув «SPEX» (Swirl-Puls-Exhaust), двухконтурная система охлаждения.

Рисунок 3.4 – Поперечный разрез двигателя R32

Фирмы «Вяртсиля», MAN и Катерпиллар успешно используют двухступенчатый впрыск топлива для обеспечения успешного самовоспламенения тяжелых топлив.

Радикально изменены компоновочные схемы двигателей нового поколения. Применение модульных решений, предусматривающих интегрирование ряда ранее сопрягаемых конструктивных элементов в отдельные модули — моноблоки, устранение внешних трубопроводов и размещение их в моноблоках, замена фланцевых или штуцерных соединений на самоуплотняющиеся разъемы типа plug-in существенно упростило операции по разборке двигателей.

Типичным примером модульного решения может служить иллюстрация, показанная на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 – Модульная компоновка двигателя

Здесь навешенные на двигатель насосы охлаждения и смазки, охладители, терморегуляторы, масляный самоочищающийся фильтр и подсоединенные к ним трубопроводы интегрированы в одну коробчатую конструкцию, закрепляемую на фронтовой части остова двигателя. Вся цилиндро-поршневая группа, включая втулку цилиндра и крышку может быть демонтирована как одно целое. Предполагается, что эти интегрированные элементы заменяются судовым персоналом на поставляемые фирмой комплекты новые или заранее отремонтированные в условиях ремонтного предприятия, обладающего высококвалифицированным персоналом. Фирма МАN включает в число модульно заменяемых элементов также: турбокомпрессор, ТНВД, насосы охлаждающей воды, насос смазочного масла.

Благодаря переходу на новую технологию фирма гарантирует эксплуатацию агрегата на протяжении 12000 часов до следующего ремонта.

В процессе доработки дизелей ряд фирм увеличили отношение хода поршня к диаметру цилиндра (до 1,5), это позволило увеличить высоту камеры сгорания и, тем самым, создать лучшие условия для развития факела топлива, смесеобразования и сгорания. Одновременно с увеличением S/D) снизили частоту вращения. Это понизило среднюю скорость поршня и скорость изнашивания ЦПГ.

В целях снижения температур и более равномерного их распределения охлаждение деталей камеры сгорания было организовано
по принципу канального, что наряду со снижением температур, позволило уменьшить температурные перепады и вызываемые ими деформации и температурные напряжения.

Были реализованы следующие требования к температурным полям:

- температура рабочей поверхности втулки цилиндра во избежание низкотемпературной (сернистой) коррозии не должна опускаться ниже 130 °С и подниматься выше 160…180 °С. В последнем случае будет иметь место интенсивная полимеризация масла с образованием лако- и нагароотложений;

- температура поршня в зоне поршневых колец должна быть не выше 160 °С в целях предотвращения нагарообразования в кепах и на внутренней охлаждаемой поверхности головки;

- температура крышки цилиндра в зоне расположения седел выхлопных клапанов должна быть не выше 450 °С во избежание высокотемпературной коррозии седел и клапанов.

Алюминиевые поршни в большинстве конструкций были заменены на чугунные, изготовленные из высокопрочного и износоустойчивого чугуна со сферическим графитом, либо на составные с головками, изготавливаемыми из жаропрочной стали.

Большое внимание было уделено организации смазки ЦПГ. Традиционно применяемая в тронковых двигателях смазка разбрызгиванием в двигателях «Вяртсиля» была заменена на принудительную подачу масла в зазор между тронком и втулкой цилиндра через каналы в самом поршне. В двигателях «Зульцер-Z40» была введена принудительная смазка цилиндров под давлением от лубрикатора. Эти решения снизили износы ЦПГ, уменьшили расход масла до 0,5…1 г/кВтч, что на сегодняшний день для тронковых двигателей является рекордно низким.

На рисунке 3.6 изображен внешний вид и компоновка основных узлов двигателя L23/30 MAN B&W.

На рисунке 3.7 изображен внешний вид и компоновка двигателя 3500C HD.

Рисунок 3.6 – Внешний вид и компоновка двигателя L23/30

Рисунок 3.7 – Внешний вид и компоновка двигателя 3500C HD

Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 181; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!