 |
ДПО – двигатель повышенной оборотности
|
|
|
|
Г. Е. Живлюк
А. П. Петров
Судовые энергетические установки
Ч а с т ь 2
Конструкция главных и вспомогательных двигателей энергетической установки, их параметры и характеристики
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С.О. МАКАРОВА»
Г. Е. Живлюк, А. П. Петров
СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВК
Ч а с т ь 2
Конструкция главных и вспомогательных двигателей энергетической установки, их параметры и характеристики
Санкт-Петербург
УДК 629.892.004.18
ББК 39.471
Ж66
Р е ц е н з е н т
Кандидат технических наук, доцент кафедры СЭУ, ТС и Т
Государственного университета морского и речного флота
имени адмирала С. О. Макарова
А.И. Недошивин
Живлюк Г.Е., Петров А.П.
Ж66 Судовые энергетические установки: Ч. 2: (Конструкция главных и вспомогательных двигателей энергетической установки, их параметры и характеристики. Курс лекций: учебно-методическое пособие – СПб.: ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова, 2014. – 130с.
В настоящем методическом пособии содержится необходимая информация для изучения курса «Судовые энергетические установки (СЭУ)». Рассматриваются основные принципы конструкций главных и вспомогательных двигателей судовых энергетических установок, а также основные параметры и характеристики работы современных СЭУ.
Предназначены для студентов специальности 180403 «Судовождение», могут быть полезны для студентов специальностей 180405.65 «Эксплуатация судовых энергетических установок, 180407.65 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики», а также для обучающихся по программам бакалавриата по направлению 180100.62 «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры» по профилям «Судовые энергетические установки» и «Кораблестроение».
|
|
|
УДК 629. 892. 004. 18
ББК 39.471
©Живлюк Г. Е., Петров А. П., 2014
©Государственный университет морского и речного
флота имени адмирала С.О. Макарова, 2014
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
- среднее индикаторное давление, Па
- индикаторная мощность, кВт
- индикаторный коэффициент полезного действия
- удельный индикаторный расход топлива, г/кВт ч
- индикаторная работа цикла, Дж
- рабочий объем двигателя, м3
- ход поршня, м
- угол поворота коленчатого вала
- радиус кривошипа, м
- безразмерная длина шатуна
- количество цилиндров двигателя
- продолжительность цикла, с
- частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин
- коэффициент тактности
- часовой расход топлива, кг/ч
- низшая теплотворная способность топлива, кДж/кг
- эффективная мощность двигателя, кВт
- среднее эффективное давление, Па
- удельный эффективный расход топлива, г/кВт ч
- эффективный коэффициент полезного действия
- крутящий момент двигателя, кН м
- мощность механических потерь, кВт
- механический коэффициент полезного действия
- коэффициент избытка воздуха
- давление наддувочного воздуха, Па
- температура отработавших газов, К
- коэффициент момента гребного винта
ВГШ – верхняя головка шатуна
ВОД – высокооборотный двигатель
ВМТ – верхняя мертвая точка
ВТО – высокотемпературное охлаждение
ГРМ – газораспределительный механизм
ГТУ – газотурбинная установка
ДВС – двигатель внутреннего сгорания
ДПО – двигатель повышенной оборотности
|
|
|
КВ – коленчатый вал
КПД – коэффициент полезного действия
КШМ – кривошипно-шатунный механизм
МЗН – маслозакачивающий насос
МОД – малооборотный двигатель
НГШ – нижняя головка шатуна
НМТ – нижняя мертвая точка
ОНВ – охладитель наддувочного воздуха
САР – система автоматического регулирования
СОД – среднеоборотный двигатель
СЭУ – судовая энергетическая установка
ТНВД – топливный насос высокого давления
ЦПГ – цилиндро-поршневая группа
ЭБУ – электронный блок управления
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящее издание является продолжением материалов, изложенных в пособии «Курс лекций для студентов специальности 180403 «Судовождение» по дисциплине «Судовые энергетические установки», часть 1», в котором были рассмотрены теоретические основы работы энергетического оборудования СЭУ.
Среди всех возможных видов тепловых двигателей в транспортной энергетике наибольшее распространение получили установки с поршневыми двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Главенствующее положение поршневых ДВС обусловлено рядом их неоспоримых преимуществ по сравнению с другими известными тепловыми машинами.
Во-первых, благодаря особенностям организации рабочего процесса, в цилиндре поршневого ДВС достигаются крайне высокие уровни максимальных температур цикла, обеспечение которых в циклах иных тепловых двигателей на практике представляется весьма затруднительным. Это, в свою очередь, предопределяет возможность получения высокой топливной экономичности ДВС в связи с высоким уровнем термического коэффициента полезного действия цикла даже при относительно малых агрегатных мощностях установки.
Во-вторых, не смотря на высокие максимальные температуры цикла поршневого двигателя, благодаря цикличности его работы, средние температуры цикла и, как следствие, температуры деталей двигателей оказываются умеренными. А это означает, что конструкция двигателя практически не требует использования специальных дорогостоящих трудно обрабатываемых жаропрочных конструкционных материалов. Таким образом, стоимость производства ДВС определяется, в том числе, дешевыми распространенными конструкционными материалами. В тоже время, умеренная теплонапряженность конструкции позволяет достигнуть высоких ресурсных показателей и показателей надежности конструкций.
|
|
|
В-третьих, стоимость производства ДВС, с учетом вышесказанного, также сокращается ввиду использования апробированных конструкций и технологий, а также отлаженного массового или серийного производства, что положительно отражается на ценах, установленных на двигатели.
В-четвертых, накопленный производителями огромный опыт, расчета, конструирования и эксплуатации поршневых двигателей внутреннего сгорания, а также быстрое развитие микропроцессорной техники позволяет оптимизировать протекание внутрицилиндровых процессов с точки зрения достижения высокой экономичности и экологичности использования ДВС за счет использования электронных систем управления процессами.
В-пятых, в настоящее время поршневые ДВС достаточно легко поддаются автоматизации процессов управления, что позволяет значительно снизить эксплуатационные затраты.
Предложенный перечень преимуществ можно продолжить и далее, упомянув, к примеру, такие преимущества, как многотопливность, высокие удельные мощностные показатели, относительную простоту согласования характеристик двигателя с характеристиками нагрузки и т.д.
Исходя и вышесказанного, можно констатировать, что в настоящее время поршневые двигатели внутреннего сгорания обладают всеми необходимыми качествами для успешной конкуренции с другими видами тепловых двигателей в ближайшей перспективе и обозримом будущем. В этой связи в настоящем пособии предлагается рассмотреть основы конструкции и отдельные конструктивные особенности ДВС, используемых в подавляющем большинстве случаев в качестве современных главных и вспомогательных энергетических установок, для генерирования требуемых видов энергии на судах морского и речного флота.
Л е к ц и я № 7
|
|
|
